宇宙生物学とアウトリーチのジャーナル

概要

有機顔料の宇宙的普遍性に関する熱力学的説明

カロ・ミカリアンとアレクサンダー・シメオノフ

宇宙には、特に芳香族化合物の形で、大量の有機物質が存在するという確固たる証拠があります。これらの分子は、地球や火星の表面、より大きな惑星とその衛星の大気、小惑星、彗星、隕石、赤色巨星の大気、星間星雲、銀河の渦巻き腕で見つかります。これらの環境の多くは、低温低圧であると予想され、これらの複雑な分子の形成に関するギブスの自由エネルギーは正で大きいはずであり、その存在は非平衡熱力学的プロセスにのみ起因すると考えられます。本稿では、まず宇宙にこれらの分子が豊富に存在する証拠を概説し、次に、近隣の恒星の紫外線および可視発光スペクトルの光子を散逸させ、局所的なエントロピー生成を増加させるこれらの色素分子の触媒特性に基づいて、非平衡熱力学の枠組み内でその遍在性を説明する方法を説明します。これらの有機色素の最大吸収波長と対応する恒星の光子環境の関係は、特定の恒星近傍にどの芳香族化合物が最も存在する可能性が高いかを判断するためのガイドとなり、この仮説は地球上で検証できます。バリオン暗黒物質の少なくとも一部は、極赤外線で多数の弱い輝線を発し、これまで検出を逃れてきたこれらの分子と関連している可能性があると示唆されています。これらの有機分子の遍在性に関するこの熱力学的説明は、宇宙全体における、私たちが知っている生命と、知らない生命の両方の可能性にも関連しています。