太陽などの恒星や地球のような惑星は、分子雲とよばれる星々の間を漂うガスの雲から誕生します。この分子雲に存在する氷（星間氷）を模した紫外線照射非晶質氷（水・メタノール・アンモニアの混合氷）が、-210〜-120℃の低温で、これまで考えられてきた固体状態ではなく、液体的にふるまうことを発見しました。また、純粋な水からなる氷も紫外線照射により-220〜-130℃で液体状になることを発見し、紫外線照射で現れる液体的なふるまいが、水氷に特徴的な現象であることがわかりました。液体は化学反応を促進するため、星間氷の液体的なふるまいは、生命材料有機物にも関連する複雑有機物の形成を手助けしている可能性があります。また、液体状の氷の存在は塵の効率的な付着を助ける可能性もあり、惑星形成の第一歩である塵の集積過程の理解にもつながると期待されます。

図1　紫外線を照射した水-メタノール-アンモニア混合非晶質氷に発生する水素の泡（液体状態からの発泡）。温度は-145℃。写真右上の数字は、左上の写真からの時間経過（1, 5, 12秒後）。矢印で示されているのは新しく発生した泡。すべての写真のスケールバーは、0.2ミリメートル。

図2　（上）低温透過型電子顕微鏡で観察された紫外線照射非晶質水氷の変形（温度上昇中、-248℃, -203℃, -177℃, -153℃で撮影）。島状に分布する非晶質氷（写真中で暗く見える部分）が変形し、液体が濡れるように基板上に広がっている（像がぼやけていく）。すべての写真のスケールバーは、0.5マイクロメートル。（下）非晶質氷の変形（濡れ）の模式図。

詳細は、北海道大学のウェブサイト（英語）プレスリリース（日本語）に掲載されています。

発表媒体

研究論文名：Liquid-like behavior of UV-irradiated interstellar ice analog at low temperatures（星間氷を模擬した紫外線照射氷の低温での液体のようなふるまい）
著者：橘　省吾¹，香内　晃²，羽馬哲也²，大場康弘²，ローレットピアニ¹，菅原いよ¹，遠藤由希子¹，日高　宏²，木村勇気²，村田憲一郎²，圦本尚義^{1, 3}，渡部直樹²
（¹北海道大学大学院理学研究院，²北海道大学低温科学研究所， ³宇宙航空研究開発機構(JAXA)）
公表雑誌：Science Advances
公表日：日本時間2017年9月30日(土)（米国時間2017年9月29日（金））（オンライン公開）