銀河の外にあるロッキープラネットよりも生命のある何百もの氷の世界があるかもしれない

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地球外生命体の狩猟では、科学者は「ぶら下がっている果物のアプローチ」として知られているものを採用する傾向があります。これは、酸素、有機分子、大量の液体水など、私たちが地球上で経験しているのと同様の条件を探すことで構成されています。興味深いことに、これらの成分が豊富に含まれている場所には、エウロパ、ガニメデ、エンケラドス、タイタンなどの氷のような月の内部が含まれています。

私たちの太陽系には、生命(地球)をサポートできる地球型惑星は1つしかありませんが、これらの月のように複数の「海の世界」があります。これをさらに一歩進めて、ハーバードスミソニアン天体物理学センター(CfA)の研究者チームは、宇宙に存在する潜在的に居住可能な氷の月が宇宙の地球型惑星よりもはるかに可能性が高いことを示す研究を行いました。

「Subsurface Exolife」というタイトルのこの研究は、ハーバード大学スミスソナイン天体物理学センター(CfA)のマナスヴィリンガムとアブラハムローブ、およびハーバード大学の理論および計算研究所(ITC)によって実施されました。彼らの研究のために、著者は、星の居住可能ゾーン(別名「ゴルディロックスゾーン」)を定義するものすべてと、内部に海がある月の中に生命が存在する可能性をすべて考慮します。

まず、リンガムとローブは、居住可能ゾーン(HZ)と居住可能性を混同する傾向、または2つの概念を交換可能として扱う傾向に対処します。たとえば、HZ内にある惑星は必ずしも生命をサポートできるわけではありません。この点で、火星と金星は完璧な例です。火星は寒すぎ、大気は薄すぎて生命を支えることができませんでしたが、金星は暴走する温室効果の影響を受け、高温で地獄のような場所になりました。

一方、HZの向こう側にある体は、液体の水と生命を生み出すのに必要な成分を含むことができることがわかっています。この場合、エウロパ、ガニメデ、エンケラドス、ディオネ、タイタンなどの衛星が完璧な例として機能します。潮汐力によって引き起こされる水と地熱の普及により、これらの月はすべて、生命を非常によくサポートできる内部海を持っています。

ITCとCfAの博士研究員であり、この研究の筆頭著者であるリンガムは、スペースマガジンに電子メールでこう語った。

「惑星の居住可能性の従来の概念は、居住可能ゾーン(HZ)です。つまり、「惑星」は、表面に液体の水を持つことができるように、星から適切な距離に配置する必要があるという概念です。ただし、この定義は、生命が(a)地上ベース、(b)星を周回する惑星上、(c)液体の水(溶媒として)および炭素化合物に基づいていることを前提としています。対照的に、私たちの仕事は(c)をまだ保持していますが、(a)と(b)の仮定を緩和します。

そのため、LingamとLoebは、居住可能性の検討範囲を広げて、地下の生物圏が存在する可能性のある世界を含めるようにしました。このような環境は、エウロパやエンケラドスなどの氷の月を超えており、他の多くのタイプの深い地下環境を含むことができます。その上、タイタンのメタン湖(すなわち、メタン生成生物)に生命が存在する可能性もあると推測されています。しかし、リンガムとローブは代わりに氷の月に焦点を合わせることにしました。

「氷/岩の包絡線の下の海底の生命を考慮したとしても、生命は水面下の水和した岩(つまり水を含む)にも存在する可能性があります。後者は時々地下生活と呼ばれます」とリンガムは言いました。 「地下海の結論の多く(すべてではない)もこれらの世界に適用できるため、2番目の可能性については詳しく説明しませんでした。同様に、上記のように、エキゾチックな化学物質や溶媒に基づく生命体については、その性質を予測することが容易ではないため、考慮していません。」

最終的に、リンガムとローブは、星を周回し、人類が地下にいる可能性が高いと認識できる世界に焦点を当てることを選択しました。次に、そのような身体が居住可能である可能性、これらの環境で生命が対処しなければならない利点と課題、および太陽系外に存在する可能性のある地球の可能性(居住可能である地球型惑星と比較)を評価しました。

手始めに、「オーシャンワールド」には人生をサポートするという点でいくつかの利点があります。木星系(ジュピターとその月)内では、放射線が主要な問題です。これは、荷電粒子がガスジャイアントの強力な磁場に閉じ込められる結果です。それと月の希薄な大気の間では、生命は地表で生き残るのが非常に困難になりますが、氷の下に住んでいる生活ははるかにうまくいくでしょう。

「氷の世界が持つ大きな利点の1つは、海底がほとんど海面から遮断されていることです」とリンガム氏は語ります。 「したがって、通常、高線量での地表の生命に有害である紫外線および宇宙線(エネルギー粒子)は、これらの海中の推定生命に影響を与える可能性は低いです。」

「否定的な面では」と彼は続けた、「豊富なエネルギー源としての日光の不在は、地球よりもはるかに少ない生物(単位体積あたり)を持つ生物圏に​​つながる可能性があります。さらに、これらの生物圏のほとんどの生物は微生物である可能性が高く、複雑な生命が発生する確率は地球と比較して低い可能性があります。別の問題は、生命に必要な栄養素(リンなど)の潜在的な利用可能性です。これらの栄養素は、これらの世界では地球よりも低い濃度でしか利用できない可能性があることをお勧めします。」

結局、リンガムとローブは、適度な厚さの氷の殻がある広い世界が、宇宙全体の幅広い生息地に存在する可能性があると判断しました。そのような世界がどれほど統計的にありそうであるかに基づいて、彼らは、エウロパ、エンケラドス、その他のような「海の世界」は、星のHZ内に存在する岩の惑星よりも約1000倍一般的であると結論付けました。

これらの調査結果は、地球外および太陽系外の生命の探索にいくつかの劇的な影響を与えます。また、宇宙を通じて生命がどのように分配されるかについても重要な意味があります。リンガムが要約したように:

「これらの世界での生活は間違いなく注目すべき課題に直面すると私たちは結論付けています。しかし一方で、生命(特に微生物の生命)がこれらの惑星や月で進化するのを妨げる決定的な要因はありません。汎精子に関しては、表面下の外生生物を含む自由に浮遊する惑星が一時的に星によって「捕獲」され、他の惑星(その星を周回する)に生命を与える可能性があると考えました。多くの変数が関係しているため、それらすべてを正確に定量化できるわけではありません。」

Leob教授(ITCの責任者であり、研究の共著者)であるハーバード大学のフランクBベアードJr.科学教授は、この人生の例を見つけることは、独自の課題を共有していると付け加えました。彼が電子メールでSpace Magazineに言ったように:

「望遠鏡を使用してリモートで(遠くから)地下の生命を検出することは非常に困難です。過剰な熱を探すこともできますが、それは火山などの自然源から生じる可能性があります。地表下の生命を見つける最も信頼できる方法は、そのような惑星または月に着陸し、表面の氷床をドリルスルーすることです。これは、太陽系におけるヨーロッパへの将来のNASAのミッションのために考えられたアプローチです。」

LingamとLoebは、パンスペルミアへの影響をさらに調査し、地球のような惑星が太陽系から放出された場合にどうなるかを検討しました。彼らの研究で言及しているように、以前の研究では、厚い大気や地下の海をもつ惑星が星間空間に浮かんでいる間にいかに生命を維持できるかを示してきました。ローブが説明したように、彼らはまた、いつか地球でこれが起こったとしたらどうなるかを考えました:

「興味深い質問は、太陽によって暖められずに太陽系から冷たい空間に放出された場合、地球はどうなるのかということです。海洋は4.4キロの深さまで凍結しますが、マリアナ海溝などの地球の海の最も深い領域では液体の水のポケットが生き残り、生命はこれらの残りの地下湖で生き残ることができることがわかりました。これは、地表下の生命が惑星系の間で転送される可能性があることを意味します。」

この研究はまた、人類が太陽系の多く(地球外の生命を見つけるために)を探索するときに、私たちが見つけたものは、残りの宇宙での生命の狩猟にも影響を与えることを思い出させます。これは、「ぶら下がり果物」アプローチの利点の1つです。私たちが知らないことは通知されますが、私たちが何をすべきか、そして私たちが見つけたものは他に何が見つかるかについての期待を伝えるのに役立ちます。

そしてもちろん、それは非常に広大な宇宙です。私たちが見つけるかもしれないものは、私たちが現在認識しているものをはるかに超える可能性があります!

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