토린

Tholin
뉴호라이즌스 컬러 합성 이미지 486958 Arrokoth는 표면의[1] 톨린에서 붉은 색을 보여줍니다.

Tholins는 고대 그리스 단어의 의미에서" 흐리다"또는"진흙";[2](그리스 θολός(tholós 후)"세피아 잉크")다양한 유기 화합물들을 형성했다고 태양 자외선 혹은 우주선 조사의 단순한 carbon-containing 화합물 같은 이산화 탄소(이산화 탄소), 메탄(CH4)또는 에탄(C2H6)자주 조합을 사용하여 질소(N2)또는 w.이상(H2O톨린은 연결된 서브유닛의 반복사슬과 기능기(일반적으로 질화합물, 탄화수소)의 복잡한 조합으로 이루어진 무질서한 고분자 물질로 아민 및 페닐과 같은 분해된 형태로 만들어진다.[3][4]톨린은 현대 지구에서는 자연적으로 형성되지 않지만, 태양계 바깥쪽의 얼음 물체 표면과 태양계 바깥쪽 행성과 달의 대기에서 붉은색 에어로졸로 매우 많이 발견됩니다.

물의 존재 하에서, 톨린은 생물 화학의 원료가 될 수 있다(즉, 생명이 만들어지는 기본 화학 물질을 형성하는 무생물 화학).그들의 존재는 지구상의 생명체의 기원과 어쩌면 다른 행성에 영향을 미친다.대기 중의 입자로, 톨린은 빛을 산란시키고 거주성에 영향을 미칠 수 있습니다.

톨린은 실험실에서 생산될 수 있으며, 보통 다양한 구조와 특성을 가진 많은 화학 물질의 이종 혼합물로 연구된다.열중량 분석과 같은 기술을 사용하여, 우주 화학자들은 이러한 톨린 혼합물의 성분과 그들 [5]안에 있는 개별 화학 물질의 정확한 특성을 분석합니다.

개요

폴리아크릴로니트릴, 톨린의 가설된 고분자 성분 중 하나로, 대부분 니트릴과 아미노기를 포함하는 중합체로서 화학적으로 분해된 형태이다.그것은 실험적으로 톨린 [5]혼합물을 만드는데 사용된다.

"톨린"이라는 용어는 천문학자 칼 세이건과 그의 동료 비쉰 케어가 타이탄의 [2]대기에서 발견되는 메탄 함유 가스 혼합물에 대한 밀러-우레이 유형의 실험에서 얻은 특징짓기 어려운 물질을 설명하기 위해 만든 것입니다."톨린"이라는 이름을 제안하는 그들의 논문에는 다음과 같이 쓰여 있었다.

지난 10년 동안 우리는 우주적으로 풍부한 가스
4 CH, CH
2
6, NH
3, HO
2, HCHO 및 HS의
2 혼합물로부터 다양한 복잡한 유기 고형물을 생산해 왔습니다.자외선(UV) 빛 또는 스파크 방전에 의해 합성된 이 제품은 갈색이며, 때로는 끈적끈적한 잔류물로, 기존의 분석 화학에 대한 저항성 때문에 "난해성 폴리머"라고 불려왔다. [...] 우리는 모델 프리 기술 용어로 '톨린'(Gk θ ς ς ς ς ς ς ς ς ς ; ; ; ; ; ; ; but ; ; but but ; ; but ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; dome ; ; ; ; ; ; ;),'스타-타르'[4][2]라는 말에 유혹당했습니다.

톨린은 하나의 특정 화합물이 아니라 특정 행성 표면에 붉은색 유기 표면을 덮는 헤테로폴리머를 [6][7]포함한 분자의 스펙트럼을 묘사합니다.톨린은 연결된 서브유닛의 반복사슬과 복잡한 기능기 [8]조합으로 이루어진 무질서 고분자 물질이다.Sagan과 Kare는 "톨린의 특성은 사용된 에너지원과 전구체의 초기 풍부함에 따라 달라지지만, 다양한 톨린들 사이의 일반적인 물리적, 화학적 유사성은 [2]명백하다"고 지적한다.

이 분야의 일부 연구원들은 예를 들어 S와 같은 톨린의 좁은 정의를 선호한다.Hörst는 다음과 같이 썼다: "개인적으로, 나는 실험실에서 생산된 샘플을 설명할 때만 '톨린'이라는 단어를 사용하려고 한다. 부분적으로는 우리가 실험실에서 생산하는 물질이 타이탄이나 트리톤(또는 명왕성!)과 얼마나 유사한지 아직 모르기 때문이다.프랑스 연구진은 또 실험실에서 생산된 샘플을 [9]아날로그로 설명할 때만 톨린이라는 용어를 사용한다.[4]NASA의 과학자들은 또한 실험실 시뮬레이션의 산물로 '톨린'이라는 단어를 선호하며,[8] '굴절 잔여물'이라는 용어를 천문체에 대한 실제 관측에 사용한다.

형성

타이탄 대기 중의 톨린 생성

톨린은 성간매질의 [2]주요 성분일 수 있다.타이탄에서는 높은 고도에서 화학 작용이 시작되어 고체 유기 [9]입자의 형성에 관여합니다.그들의 주요 원소는 탄소, 질소, 그리고 수소이다.실험적으로 합성된 톨린의 실험실 적외선 분광 분석 결과 1차 아민, 질화합물, 복잡한 무질서 고분자 고형분을 형성하는 CH/CH와
3 같은
2 알킬 부분을 포함한 화학군의 초기 식별이 확인되었다.실험실 테스트에서 N: 노출에서
2 생성된 복합 고형물이 생성되었습니다.유명한
4 밀러를 연상시키는 냉 플라즈마 조건에서의 방전에 대한 CH 가스 혼합물.1952년에 [10]실시된 Urey 실험.

오른쪽에 설명된 것처럼, 톨린은 열분해와 방사분해로 알려진 화학 반응의 사슬을 통해 자연에서 형성되는 것으로 생각됩니다.이것은 에너지 입자와 태양 복사에 의해 분자 질소
4(N)와
2 메탄(CH)의 해리와 이온화로 시작된다.이것은 에틸렌, 에탄, 아세틸렌, 시안화수소, 그리고 다른 작은 단순 분자와 작은 양의 이온의 형성에 뒤따른다.추가적인 반응은 벤젠과 다른 유기 분자를 형성하고, 그들의 중합은 더 무거운 분자의 에어로졸을 형성하게 하고, 그 후 아래 [11]행성 표면에 응축되어 침전합니다.저압에서 형성된 톨린은 분자 내부에 질소 원자를 포함하는 경향이 있는 반면, 고압에서 형성된 톨린은 말단 [12][13]위치에 질소 원자가 있을 가능성이 더 높습니다.

이러한 대기유래물질은 물 및 메탄(CH
4) 또는 에탄(CH
2
6)[3][14]과 같은 유기화합물의 조사(방사능 분해)에 의해 대신 형성되는 아이스톨린 II와는 구별된다.얼음에서의 방사선 유도 합성은 [3]온도에 의존하지 않는다.

생물학적 의의

일부 연구자들은 지구가 개발 초기에 토린이 풍부한 혜성에 의해 유기 화합물에 의해 씨앗이 뿌려져 생명체가 발달하는[2][3] 데 필요한 원료를 제공했을 것이라고 추측했다.이와 관련된 논의를 위한 Urey 실험).톨린은 약 24억 년 전 [15]대기의 산소 활성 성분의 산화 특성 때문에 오늘날 지구에는 자연적으로 존재하지 않는다.

실험실 실험은[16] 수천 년 동안 지속될 수 있는 액체 상태의 큰 물 웅덩이 근처의 톨린이 일어나도록 생물 화학의 [17][4]형성을 촉진할 수 있고, 지구와 다른 행성의 [4][15]생명체의 기원에 영향을 미칠 수 있다는 것을 암시합니다.또, 외계행성의 대기중의 입자로서, 톨린은 빛 산란에 영향을 주고, 행성 표면을 자외선으로부터 보호하는 스크린으로서 거주성에 [4][18]영향을 준다.실험실 시뮬레이션에서 요소뿐만 아니라 아미노산과 관련된 파생 잔류물이 발견되었으며, 이는 중요한 우주생물학적 [15][16][19]함의를 가지고 있다.

지구에서는 다양한 토양 박테리아가 실험실에서 생산된 톨린을 탄소의 유일한 공급원으로 사용할 수 있다.톨린은 자가영양이 [20][21]진화하기 전에 이종영양 미생물을 위한 최초의 미생물 식품이었을 수도 있다.

발생.

호이겐스 착륙선에서 본 타이탄의 표면.톨린은 표면과 대기 중 아지랑이의 불그스름한 색상의 근원으로 의심된다.

세이건과 케어는 여러 장소를 통해 톨린의 존재를 주목한다: "지구 원시 해양의 구성 요소로서, 따라서 생명의 기원과 관련이 있다; 외부 행성과 타이탄의 대기에 있는 붉은 에어로졸의 구성 요소; 혜성, 탄소질 콘드라이트 소행성, 그리고 행성 이전의 태양 성운; 그리고 주요 행성들;또는 [2]성간매질의 구성성분이다."혜성, 센타우루스, 그리고 태양계 밖의 많은 얼음 달과 카이퍼 벨트 물체 표면에는 톨린이 [22]풍부하게 매장되어 있습니다.

달

타이탄

타이탄톨린은 타이탄의 대기와 표면에서 발견되는 질소와 메탄의 가스 혼합물을 조사하여 생성되는 질소가[23][24] 풍부한 유기 물질입니다.타이탄의 대기는 약 97%의 질소, 2.7±0.1%의 메탄 그리고 나머지 미량의 다른 [25]가스입니다.타이탄의 경우, 대기의 아지랑이와 오렌지-레드 색상은 둘 다 [11][26]톨린의 존재로 인해 발생한 것으로 생각된다.

유로파

유로파 표면의 선형 골절, 톨린으로 물든 것 같습니다.

목성의 위성 Europa의 색깔 있는 지역은 Tholins로 [17][27][28][29]생각된다.Europa의 충돌 크레이터와 능선의 형태학은 열분해와 방사능 분해가 일어나는 균열에서 유동화된 물질이 솟아오르는 것을 암시한다.유로파에 착색된 톨린을 생성하기 위해서는 물질(탄소, 질소, 물)과 반응을 촉진하는 에너지원이 있어야 한다.유로파의 얼음 지각에 있는 불순물은 체내에 다시 떠오르는 저온 현상이나 우주에서 행성간 [17]먼지로 축적될 것으로 추정된다.

레아

토성의 달 레아의 후행 반구는 톨린으로 덮여 있다.
뉴호라이즌스 우주선이 본 명왕성의 스푸트니크 평원 확대도. 질소 얼음 빙하와 붉은색의 톨린을 보여줍니다.

토성의 위성 레아의 후행 반구에 있는 광범위한 어두운 영역은 톨린 [14]퇴적물로 생각됩니다.

트리톤

해왕성의 달 트리톤은 톨린 [23]특유의 붉은색을 띠고 있는 것으로 관측된다.트리톤의 대기는 대부분 질소이며, 미량의 메탄과 [30][31]일산화탄소가 있다.

왜행성

명왕성

톨린은 왜소행성[32] 명왕성에서 발생하며 [34]명왕성 대기의 푸른색뿐만 아니라[33] 붉은색도 원인이 된다.명왕성의 5개 위성 중 가장 큰 [35]북극의 적갈색 모자는 명왕성의 대기에서 방출되는 메탄, 질소 및 관련 가스로부터 생성되어 궤도를 도는 [36][37][38]달까지 약 19,000km(12,000mi) 거리에 있는 것으로 생각된다.

케레스

왜소행성 케레스에서 새벽 [39][40]임무에 의해 톨린이 발견되었다.이 행성의 표면 대부분은 탄소가 매우 풍부하며, 가까운 [41][42]표면에는 질량의 약 20%의 탄소가 있습니다.탄소 함량은 지구에서 [42]분석된 탄소질 콘드라이트 운석보다 5배 이상 높다.

메이크

Make는 메탄, 다량의 에탄 및 톨린뿐만 아니라 소량의 에틸렌, 아세틸렌 및 고질량 알칸이 존재할 수 있으며, 이는 태양 [43][44][45]복사에 의한 메탄 광분해로 인해 생성될 가능성이 높다.

카이퍼 벨트 물체 및 켄타우루스

톨린의 전형적인 붉은 색은 28978 Ixion과 [46]같은 태양계 바깥쪽의 플루티노를 포함한 많은 해왕성 횡단 물체의 특징입니다.센타우르스의 스펙트럼 반사율도 표면에 [47][48][49]톨린이 존재함을 시사한다.뉴호라이즌스 탐사 결과 카이퍼 벨트 물체 486958 Arrokoth의 표면에 톨린을 [8][50]연상시키는 붉은색이 드러났다.

혜성과 소행성

67P/추류모프-게라시멘코 [51][52]혜성에 대한 로제타 임무에 의해 톨린이 현장에서 검출되었다.톨린은 전형적인 주대 소행성의 특징은 아니지만 소행성 24 [53][54]테미스에서 발견되었다.

태양계 너머의 톨린

또한 허블 [55]우주 망원경의 근적외선 카메라와 다중 물체 분광계(NICMOS)를 사용하여 젊은 별 HR 4796A의 항성계에서도 톨린이 검출되었을 수 있습니다.HR 4796 시스템은 지구에서 [56]약 220광년 떨어져 있습니다.

모델들은 별의 자외선에서 멀리 떨어져 있더라도, 우주선 선량은 전형적인 성간 [3]구름의 수명보다 짧은 시간에 탄소 함유 얼음 알갱이를 복잡한 유기물로 바꾸기에 충분할 수 있다는 것을 보여준다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 생물 생성 – 생명이 무생물에서 발생하는 자연 과정
  • 아스팔텐 – 원유에서 발견되는 무거운 유기 분자 물질
  • 헤몰리신 – 외계 유래 단백질
  • 케로겐 – 퇴적암 내 고형 유기물
  • PAH 세계 가설 – 생명의 기원에 대한 가설
  • 의사 판스페미아 – 생명체의 기원에 대한 뒷받침된 가설

레퍼런스

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