톨린

3. 형성과 검출

톨린은 주로 자외선이나 방사선에 의해 분자 질소()와 메테인()이 분해 및 이온화되면서 형성되기 시작한다. 이 과정에서 에틸렌, 에테인, 아세틸렌, 시안화 수소 등 다양한 유기 분자들이 생성된다.^[8] 톨린은 성간 매질의 주요 구성 성분일 수 있으며,^[3] 타이탄에서는 톨린의 화학 반응이 높은 고도에서 시작되어 고체 유기 입자 형성에 관여한다.^[6]

모델에 따르면, 별의 자외선 방사선에서 멀리 떨어진 경우에도 우주선 복용량이 전형적인 성간 구름의 수명보다 짧은 시간 안에 탄소 함유 얼음 입자를 복잡한 유기 물질로 변환하기에 충분할 수 있다.^[6]

톨린은 허블 우주 망원경에 탑재된 NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer)에 의해, 약 800만 년 된 쌍성계 HR 4796A에서도 검출되었다. HR 4796A는 지구로부터 약 220광년 떨어져 있다.^[58]

3. 1. 자연적 형성

3. 2. 실험실 합성

3. 3. 아이스 톨린

4. 분포

톨린은 태양계 내 여러 천체에서 발견되는 물질이다. 특히 혜성, 켄타우루스, 태양계 외곽의 얼음 위성 및 카이퍼대 천체에 많이 분포한다.^[19] 톨린이 풍부하게 존재하는 천체는 붉은색을 띠는데, 세드나나 익시온과 같은 소행성이 대표적이다. 포르보스는 반구에만 톨린이 있는 것으로 추정된다.

트리톤과 타이탄의 대기에는 질소와 메탄 함량이 많아, 이들 위성의 톨린은 질소가 풍부한 유기 화합물로 형성되어 있다. 트리톤의 대기에는 99.9%의 질소와 0.1%의 메탄, 타이탄의 대기에는 98.4%의 질소, 1.6%의 메탄과 미량의 기타 기체가 포함되어 있다. 이러한 대기 유래 물질은 물과 메탄이나 에탄 등의 유기 화합물로 만들어진 클라스레이트에 자외선이 조사되어 생성되는 "아이스 톨린"과는 구별된다.

혜성이나 켄타우로스족, 그 외의 얼음 위성 표면에는 톨린이나 아이스 톨린이 풍부하게 퇴적되어 있다. 타이탄의 대기나 켄타우로스족 소행성의 희미한 오렌지색에서 붉은색은 톨린에 의한 것으로 생각된다. 톨린은 HR 4796A와 같은 젊은 별의 원시 행성계 원반에서도 발견되었다. 초기 지구는 톨린이 풍부한 혜성으로부터 생명 탄생에 필요한 최초의 유기 화합물이 공급되었다고 생각하는 연구자도 있다. 지구에서는 약 24억 년 전에 대기 중 산소 비율이 급격히 증가했기 때문에, 오늘날 자연적으로 톨린이 생성되지 않는다.

이론적 모델에서는, 질소와 메탄 분자가 방사선으로부터 에너지를 가진 입자에 의해 전리, 이온화되어 에틸렌, 에탄, 아세틸렌, 시안화 수소 및 기타 소분자 및 양이온을 형성하고, 더 나아가 벤젠 및 기타 유기 화합물을 형성하여, 이들이 중합하여 에어로졸이 되고, 응고하여 천체의 표면에 침착한다고 여겨진다^[56]。

저압에서 생성된 톨린은 분자 내부에 질소 원자를 포함하기 쉽고, 고압에서 생성된 톨린은 분자의 말단에 질소를 포함하는 경향이 있다^[57]。 허블 우주 망원경을 통해 쌍성계 HR 4796A에서 톨린이 검출되었으며, HR 4796A는 지구로부터 약 220광년 떨어져 있다.^[58]

4. 1. 위성

4. 2. 왜행성

4. 3. 카이퍼 벨트 천체 및 켄타우루스

4. 4. 혜성 및 소행성

4. 5. 태양계 외부

5. 생물학적, 천문학적 의의

일부 연구자들은 톨린이 풍부한 혜성이 지구 발달 초기에 유기 화합물을 지구에 전달하여 생명체가 발달하는 데 필요한 원료를 제공했을 수 있다고 추측한다.^[3][6] 톨린은 약 24억 년 전 대산소화 사건 이후 지구 대기의 산소 성분 때문에 현재 지구상에는 자연적으로 존재하지 않는다.^[13]

톨린은 자외선으로부터 행성 표면을 보호하는 역할을 한다.^[59] 외계 행성의 대기 중 입자로서 톨린은 빛 산란에 영향을 주어 행성 표면을 자외선으로부터 보호하고, 이는 행성 거주 가능성에 영향을 미친다.^[1][15]

실험실 시뮬레이션에서는 아미노산 및 요소와 관련된 유도 잔류물이 발견되었는데, 이는 천체생물학적으로 중요한 의미를 갖는다.^[6][16]

지구상의 다양한 토양 세균은 실험실에서 생산된 톨린을 유일한 탄소 공급원으로 사용할 수 있다. 톨린은 종속 영양 생물이 자가 영양을 진화하기 전에 첫 번째 미생물 먹이가 되었을 수 있다.^[17][18] 지상에서 합성한 톨린을 사용한 실험에 따르면, 많은 토양 세균은 톨린을 유일한 탄소원 및 에너지원으로 이용하여 생육할 수 있었으며, 톨린에 포함된 질소도 이용할 수 있었다.^[60]

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