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星間分子の一覧

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このリストは、天体望遠鏡を用いて行われた分子雲、原始惑星系円盤等からの電磁波観測により発見され、同定された星間分子の一覧（せいかんぶんしのいちらん）である。リストは構成原子毎に挙げた。イオンが検出されている分子についてはそれも示した。

星間分子の検出

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日本の野辺山宇宙電波観測所の口径およそ45メートルのミリ波望遠鏡。これまでに、この電波望遠鏡を用いて分子が検出され同定された。

以下に示すのは恒星間の希薄空間（星間空間）に存在する分子（星間分子）のうち分光学的な手法により確認された分子の一覧である。

光学望遠鏡や電波望遠鏡を用いることで、天体から発せられる電磁波のスペクトルが得られる。ある分子の異なった電子状態、振動準位または回転準位間の遷移は、スペクトルの中でその分子に特徴的な波長や周波数に吸収や発光として観測される。これらのスペクトルは電波、マイクロ波および赤外線、可視光、紫外線の周波数領域で観測される。[1]（詳しくは宇宙化学を参照）。これらの中で一番初めに同定された星間分子は1937年に観測[2]され、1940年にCNなどとともに同定されたメチリジンラジカル (CH) である。[3]

星間分子は非常に希薄な星間空間や、星周辺領域の分子雲の中で化学反応を通して形成される。この化学反応のうちの多くは分子が（特に陽イオンへ）イオン化されたときに起こる。イオン化はしばしば宇宙線との相互作用によって行われ、そのため、陽イオンは星間空間において数多く存在する。この陽イオンは周辺の電荷を持たない分子を静電気的な引力により引き込み反応を起こす。（詳細はイオン-分子反応へ）イオンと分子の反応よりは遅いが、電荷を持たない分子同士の反応によっても、星間分子は生成されている。[1]

特に多量にそして他種類の分子が観測される天体として、サジタリウスB2分子雲 (Sagittarius B2; Sgr B2)が挙げられる。この巨大な分子雲は天の川銀河の中心方向にほど近く、新しい分子の検出を目的とする研究ではよく探索が行われる。以下のリストのおよそ半分の分子はこのSgr B2分子雲において初めに検出が行われており、そのほかの分子についても近い将来検出されるであろう。[4]

分子

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以下の表では検出された星間分子を構成原子数ごとに分けてリストアップしている。分子の列に記入がないものはイオンだけが検出されていることを示す。名称の列に記入のないものはこれまでに科学文献で名称が与えられていない分子である。（和名は日本語において慣用的に用いられるものを示した。）

なお、存在量としては水素分子が圧倒的に多く、次いでCO（一酸化炭素）、H2O（水）、NH3（アンモニア）、HCHO（ホルムアルデヒド）、HCN（シアン化水素）の順で多い[5]。

二原子分子

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一酸化炭素は分子雲のトレーサーとして良く用いられる[6]
Table 1. 二原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
AlCl Aluminum monochloride[7][8] 一塩化アルミニウム —
AlF Aluminum monofluoride[9][7] 一フッ化アルミニウム —
C2 Carbon dimer[10][11] 炭素二量体(二炭素) —
— Fluoromethylidynium フルオロメチリジニウム CF+[12]
CH Methylidyne radical[13] メチリジンラジカル CH+[14]
CN Cyanogen Radical[15][16][7][13] シアンラジカル —
CO Carbon monoxide[7] 一酸化炭素 CO+[17]
CP Carbon monophosphide[16] 一リン化炭素 —
CS Carbon monosulfide[7] 一硫化炭素 —
FeO Iron(II) oxide[18] 酸化鉄 (II) —
H2 Molecular hydrogen[19] 水素(二水素) —
HCl Hydrogen chloride[20] 塩化水素 —
HF Hydrogen fluoride[21] フッ化水素 —
HN Nitrogen monohydride[22] 一水素化窒素 —
HO Hydroxyl radical[7] ヒドロキシルラジカル —
KCl Potassium chloride[7][8] 塩化カリウム —
N2 Molecular nitrogen[23] 窒素(二窒素) —
NO Nitric oxide[24] 一酸化窒素 —
NS Nitrogen sulfide[7] 一硫化窒素 —
NaCl Sodium chloride[7][8] 塩化ナトリウム —
O2 Molecular oxygen[25] 酸素(二酸素) —
PN Phosphorus nitride[26] リン化窒素 —
PO Phosphorus monoxide[27] 一酸化リン —
SH Sulfur hydride[28] 一水素化硫黄 SH+[29]
SO Sulfur monoxide[7] 一酸化硫黄 SO+[14]
SiC Carborundum[30][7] 炭化珪素 —
SiN Silicon mononitride[7] 一窒化珪素 —
SiO Silicon monoxide[7] 一酸化珪素 —
SiS Silicon monosulfide[7] 一硫化珪素 —

三原子分子

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プロトン化水素分子は星間空間中で最も多量に存在するイオンである。1993年にはじめて検出された[31]
Table 2. 三原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
AlNC Aluminum isocyanide[7] イソシアン酸アルミニウム(+1) —
C3 Tricarbon[11] 炭素三量体(三炭素) —
C2H Ethynyl radical[7][15] エチニルラジカル —
C2O Dicarbon monoxide[32] 一酸化二炭素 —
C2S Thioxoethenylidene[33] 二炭化硫黄 —
CO2 Carbon dioxide[34] 二酸化炭素 —
H3+ Protonated molecular hydrogen プロトン化水素分子 H3+[35]
H2C Methylene[36] メチレン —
H2O Water[37] 水 —
H2S Hydrogen sulfide[7] 硫化水素 —
HCN Hydrogen cyanide[38][7][15] シアン化水素 —
HCO Formyl radical[39] ホルミルラジカル HCO+[40][39][14]
HCP Phosphaethyne[41] ホスファエチン —
— Thioformyl チオホルミル HCS+[40][14]
HNC Hydrogen isocyanide[42] イソシアン化水素 —
— Diazenylium ジアジリニウム HN2+[40]
HNO Nitroxyl[43] ニトロキシル —
— Isoformyl イソホルミル HOC+[15]
KCN Potassium cyanide[7] シアン化カリウム —
MgCN Magnesium cyanide[7] シアン化マグネシウム(+1) —
MgNC Magnesium isocyanide[7] イソシアン化マグネシウム(+1) —
NH2 Amino radical[44] アミノラジカル —
— Diazenylium アミノカチオンラジカル N2H+[45][14]
N2O Nitrous oxide[46] 亜酸化窒素 —
NaCN Sodium cyanide[7] シアン化ナトリウム —
OCS Carbonyl sulfide[47] 酸化硫化炭素 —
SO2 Sulfur dioxide[48][7] 二酸化硫黄  
c-SiC2 c-Silicon dicarbide[7][30] シクロ二炭化珪素 —
SiCN Silicon carbonitride[49] 一シアン化珪素 —
SiNC Silicon naphthalocyanine[50] 一イソシアン化珪素 —

四原子分子

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ホルムアルデヒドは星間空間中に広く存在する有機分子である。[51]
Table 3. 四原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
l-C3H Propynlidyne[52][7]  プロピニリジン— —
c-C3H Cyclopropynylidyne[53] シクロプロピニリジン —
C3N Cyanoethynyl[54] シアノエチニル —
C3O Tricarbon monoxide[52] 一酸化三炭素 —
C3S Tricarbon sulfide[7][33] 一硫化三炭素 —
— Hydronium ヒドロニウムイオン H3O+[55]
C2H2 Acetylene[56] アセチレン —
H2CN Methylene amidogen[57] 窒化メチレン H2CN+[14]
H2CO Formaldehyde[58] ホルムアルデヒド —
H2CS Thioformaldehyde[59] チオホルムアルデヒド —
HCCN —[60]  — —
— Protonated hydrogen cyanide プロトン化シアン化水素 HCNH+[40]
— Protonated carbon dioxide プロトン化二酸化炭素 HOCO+[61]
HNCO Isocyanic acid[48] イソシアン酸 —
HNCS Isothiocyanic acid[62] イソチオシアン酸 —
NH3 Ammonia[63][7] アンモニア —
SiC3 Silicon tricarbide[7]  三炭化珪素 —

五原子分子

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メタンは天然ガスの主成分であり、彗星や太陽系の惑星の大気でも検出される。[64]
Table 4. 五原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
C5 —[11]  五炭素 —
CH4 Methane[65][56] メタン —
c-C3H2 Cyclopropenylidene[66][67][15] シクロプロペニリデン —
l-H2C3 Propadienylidene[67] プロパジエリデン —
H2CCN Cyanomethyl[68] シアン化メチル —
H3CO Methoxy radical[69] メトキシラジカル —
H2C2O Ketene[48] ケテン —
H2CNH Methylenimine[70] モノメチルイミン —
— Protonated formaldehyde プロトン化ホルムアルデヒド H2COH+[71]
C4H Butadiynyl[7] ブタジニル C4H–[72]
HC3N Cyanoacetylene[73][7][15][40][67]  モノシアノアセチレン —
HCC-NC Isocyanoacetylene[74] モノイソシアノアセチレン —
HCOOH Formic acid[75] ギ酸 —
NH2CN Cyanamide[76] シアナミド —
SiC4 Silicon-carbide cluster[30] 四炭化ケイ素 —
SiH4 Silane[77] シラン —

六原子分子

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星間空間中でホルムアミド（上図の分子）はCH2と結合し、アセトアミドとなる[78]
Table 5. 六原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
c-H2C3O Cyclopropenone[79] シクロプロペノン —
C2H4 Ethylene[56] エチレン —
CH3CN Acetonitrile[80][48] アセトニトリル —
CH3NC Methyl isocyanide[80] モノイソシアノメタン —
CH3OH Methanol[48] メタノール —
CH3SH Methanethiol[81] メタンチオール —
l-H2C4 —[82][7]  — —
— Protonated cyanoacetylene プロトン化モノシアノアセチレン HC3NH+[40]
HCONH2 Formamide[78] ホルムアミド —
C5H Pentynylidyne[7][33] ペンチニリジン —
HC2CHO Propynal[83] プロペノアルデヒド —
HC4N —[7]  — —
CH2CNH Ketenimine[66] イミノケテン —

七原子分子

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アセトアルデヒド とその構造異性体であるビニルアルコール とエチレンオキシドが星間空間で検出される[84]
Table 6. 七原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
c-C2H4O Ethylene oxide[85] エチレンオキシド —
CH3C2H Methylacetylene[15] プロピン（メチルアセチレン） —
H3CNH2 Methylamine[86] メチルアミン —
CH2CHCN Acrylonitrile[48][80] アクリロニトリル —
H2CHCOH Vinyl alcohol[84] ビニルアルコール —
C6H Hexatriyny radical[7][33] ヘキサトリイニルラジカル C6H–[87][67]
HC4CN Cyanodiacetylene[48][80][73] シアノジアセチレン(シアノプロジイン) —
CH3CHO Acetaldehyde[7][85] アセトアルデヒド —

八原子分子

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Table 7. 八原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
H3CC2CN Methylcyanoacetylene[88] メチルシアノアセチレン —
H2COHCHO Glycolaldehyde[89] グリコールアルデヒド —
CH3OOCH Methyl formate[89][48][67] ギ酸メチル —
CH3COOH Acetic acid[90] 酢酸 —
H2C6 Hexapentaenylidene[7][82] ヘキサペンタエニリジエン —
CH2CHCHO Acrolein[66] アクロレイン —
CH2CCHCN Cyanoallene[88][66] シアノアレン —
C7H Heptatrienyl radical[91] ヘプタトリエニルラジカル —

九原子分子

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酢酸（酢の成分）の電波領域のスペクトルが1997年に確認された。[90]
Table 8. 九原子分子
分子式 英語名 和名 イオン
CH3C4H Methyldiacetylene[92] メチルジアセチレン —
CH3OCH3 Dimethyl Ether[93] ジメチルエーテル —
CH3CHCH2 Propylene (propene)[94]  プロピレン（プロペン） —
CH3CH2CN Propionitrile[7][48][80][67] プロピオニトリル —
CH3CONH2 Acetamide[78][66] アセトアミド —
CH3CH2OH Trans-Ethyl Alcohol[95] エタノール —
C8H Octatetraynyl[96] オクタテトライニル C8H–[97][98]
HC6CN Cyanohexatriyne[99] シアノヘキサトリエン —
HC7N Cyanotriacetylene[7][63][100]  シアノジアセチレン —

十原子以上の分子

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Table 9. 十原子以上の分子
原子数 分子式 英語名 和名 イオン
10 (CH3)2CO Acetone[101][48] アセトン —
10 CH3CH2CHO Propanal[66] プロパナール —
10 CH3C5N Methyl-cyano-diacetylene[66] メチルシアノジアセチレン —
11 HC8CN Cyanotetra-acetylene[7][100] シアノテトラアセチレン —
11 CH3C6H Methyltriacetylene[92][66] メチルトリアセチレン —
11 H3COC2H5 trans-ethyl methyl ether[102] エチルメチルエーテル —
12 C6H6 Benzene[82] ベンゼン —
13 HC10CN Cyanodecapentayne[100] シアノデカペンタニン —
18 C10H8 naphthalene[103] ナフタレン —

重水素置換体

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Table 10. 重水素置換体
分子式 英語名
HD, H2D+ Deuterated molecular hydrogen[104][105]
HDO, D2O Heavy water[106][107]
DCN Hydrogen cyanide[108]
DCO Formyl radical[108]
DNC Hydrogen isocyanide[108]
N2D+ Diazenylium[108] 
NH2D, NHD2, ND3 Ammonia[105][109][110]
HDCO, D2CO Formaldehyde[111][105]
CH2DCCH, CH3CCD Methylacetylene[112][113]
HDCS Thioformaldehyde[114]
DCCCN Cyanoacetylene[115]
C4D Butadiynyl[116]
c-C3DH Cyclopropenylidene[117] [118]
DC5N Cyanodiacetylene[119][120]

未確認の分子

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以下の分子は科学文献において検出が報告されているが、その後他の科学者による確認がなされていない分子である。

Table 11. 未確認分子
分子式 英語名 和名
H2NH2CCOOH Glycine[121][122] グリシン
CO(CH2OH)2 1,3-dihydroxypropanone [123] ジヒドロキシアセトン

脚注

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[脚注の使い方]
  1. ^ a b Nummelin, Albert (2006年7月13日). “Observations of interstellar molecules”. Chalmers University of Technology. 2007年2月6日閲覧。
  2. ^ Swings P., Rosenfeld L. "Considerations Regarding Interstellar Molecules",Astrophysical Journal, vol. 86, p.p.483-486
  3. ^ Woon, D. E. (May, 2005). “Methylidyne radical”. The Astrochemist. 2007年2月13日閲覧。
  4. ^ S. E. Cummins, R. A. Linke, P. Thaddeus (1986). “A survey of the millimeter-wave spectrum of Sagittarius B2”. Astrophysical Journal Supplement Series 60: 819-878. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1986ApJS...60..819C/abstract 2007年2月6日閲覧。. 
  5. ^ “1.6 有機地球化学” (PDF). 日本有機地球化学会. 2018年11月22日閲覧。
  6. ^ “The Structure of Molecular Cloud Cores”. Centre for Astrophysics and Planetary Science, University of Kent. 2007年2月16日閲覧。
  7. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am Ziurys, Lucy M. (2006). “The chemistry in circumstellar envelopes of evolved stars: Following the origin of the elements to the origin of life”. Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (33): 12274-12279. http://www.pnas.org/cgi/content/full/103/33/12274. 
  8. ^ a b c J. Cernicharo, M. Guelin (1987). “Metals in IRC+10216 - Detection of NaCl, AlCl, and KCl, and tentative detection of AlF”. Astronomy and Astrophysics 183 (1): L10-L12. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1987A&A...183L..10C/abstract. 
  9. ^ L. M. Ziurys, A. J. Apponi, T. G. Phillips (1994). “Exotic fluoride molecules in IRC +10216: Confirmation of AlF and searches for MgF and CaF”. Astrophysical Journal 433 (2): 729-732. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1994ApJ...433..729Z/abstract. 
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関連項目

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外部リンク

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