過去数十年の間に、私たちの銀河内で何千もの太陽系外惑星が発見されました。 2018年7月28日の時点で、2,814の惑星系で合計3,374の太陽系外惑星が確認されています。これらの惑星の大部分はガスジャイアントですが、自然界では地球（岩など）が増えており、それぞれの恒星の居住可能ゾーン（HZ）内を周回していることがわかりました。
ただし、太陽系の場合が示すように、HZは必ずしも惑星が生命をサポートできるという意味ではありません。金星と火星は（それぞれ）太陽のHZの内側と外側の端にありますが、どちらもその表面の生命をサポートすることはできません。そして、より多くの居住可能性のある惑星が常に発見されているため、新しい研究は、居住可能ゾーンの定義を洗練する時が来たかもしれないことを示唆しています。
この研究は、「他の惑星で生命を見つけるためのより包括的な居住可能なゾーン」と題され、最近オンラインで公開されました。この研究は、東京工業大学地球生命科学研究所の研究員であるラムセスM.ラミレス博士によって行われました。長年にわたり、ラミレス博士は居住可能性のある世界の研究に関与し、惑星を居住可能にするプロセスを評価するために気候モデルを構築してきました。
ラミレス博士が彼の研究で指摘したように、居住可能ゾーンの最も一般的な定義は、星の周りの円形領域であり、軌道上にある物体の表面温度は、水を液体状態に維持するのに十分です。ただし、これだけで惑星が居住可能であることを意味するわけではなく、生命がそこに本当に存在できるかどうかを判断するには、追加の考慮事項を考慮する必要があります。ラミレス博士が電子メールでスペースマガジンに言ったように：
「HZの最も人気のある化身は古典的なHZです。この古典的な定義では、居住可能な可能性のある惑星で最も重要な温室効果ガスは二酸化炭素と水蒸気であると想定しています。また、そのような惑星の居住性は、地球の場合と同様に、炭酸塩-ケイ酸塩循環によって維持されると想定しています。私たちの惑星では、炭酸塩とケイ酸塩の循環はプレートテクトニクスによって支えられています。
「炭酸塩-ケイ酸塩サイクルは、大気、地表、地球の内部間の二酸化炭素の移動を調節します。これは、長いタイムスケールで惑星のサーモスタットとして機能し、大気中のCO2が多すぎない（惑星が熱くなりすぎる）か、または少なすぎる（惑星が冷たすぎます）ことを保証します。また、古典的なHZは、（通常）居住可能な惑星が地球と同じサイズの総水量（たとえば、海と海の総水量）を持っていると想定しています。」
これは、「ぶら下がっている果物」アプローチと呼ぶことができるものです。科学者は、人間として最もよく知っていることに基づいて、居住可能性の兆候を探しました。居住性の唯一の例が惑星地球であることを考えると、太陽系外惑星の研究は、構成（つまり、岩が多い）、軌道、およびサイズが「地球のような」惑星を見つけることに焦点が当てられてきました。
しかし、近年、この定義は新しい研究によって挑戦されるようになりました。太陽系外惑星の研究が、他の星の周りの体の存在を単に検出して確認することから離れ、特徴付けに移行するにつれて、居住可能な可能性のある世界の多様性を捉えようとする新しいHZの公式が登場しました。
ラミレス博士が説明したように、これらの新しい製剤は、居住可能な惑星の大気組成が異なる可能性があることを考慮して、HZの従来の概念を補完しています。
「たとえば、彼らはCH4やH2のような追加の温室効果ガスの影響を検討します。これらはどちらも地球と火星の両方の初期条件にとって重要であると考えられてきました。これらのガスの追加により、居住可能ゾーンは、従来のHZ定義で予測されるものよりも広くなります。これは素晴らしいことです。トラッピスト-1hのように、HZの外側にあると考えられていた惑星が、その中にある可能性があるからです。高温の星のHZの外縁の近くに高密度のCO2-CH4大気をもつ惑星は、生命の存在なしにそのような大気を維持することが難しいため、生息するかもしれないとも主張されています。
そのような研究の1つは、ラミレス博士とコーネル大学のカールセーガン研究所の准教授であるリサカルテネッガーによって行われました。彼らが2017年に発表した論文によると、 天体物理学ジャーナルの手紙、太陽系外惑星のハンターは、火山活動の存在に基づいて、いつか居住可能になる惑星を見つけることができます。これは、水素ガス（H2）彼らの雰囲気の中で。
この理論は、「地球のような」条件の検索を自然に拡張したものであり、地球の大気が常に現在の状態であったとは限らないと考えています。基本的に、惑星の科学者は数十億年前、地球の初期の大気には水素ガス（H2）火山のガス放出と、この大気中の水素分子と窒素分子の間の相互作用により、生命が発達するのに十分な時間地球が暖かく保たれました。
地球の場合、この水素は最終的に宇宙へと脱出しました。これは、すべての地球型惑星に当てはまると考えられています。しかし、十分なレベルの火山活動がある惑星では、大気中の水素ガスの存在を維持することができ、それにより、それらの表面を暖かく保つ温室効果を可能にします。この点で、惑星の大気中に水素ガスが存在すると、星のHZが拡大する可能性があります。
ラミレスによると、HZを評価するときに通常考慮されない時間の要因もあります。つまり、恒星は時間とともに進化し、年齢に応じてさまざまなレベルの放射線を放出します。これは、星のHZが到達する場所を変更する効果があり、現在研究されている惑星は含まれない場合があります。ラミレスが説明したように：
「M矮星（本当に冷たい星）が最初に形成されるときは非常に明るく熱く、後で古典的なHZであると決定された若い惑星を乾燥できることが示されています。これは、惑星が現在居住可能ゾーンに位置しているからといって、それが実際に居住可能である（それだけでは居住されていない）ことを意味するのではないという点を強調しています。これらのケースには注意が必要です。
最後に、太陽系外惑星の探索でどのような星系天文学者が観測してきたかという問題があります。多くの調査ではGタイプの黄色い矮星（これは私たちの太陽と同じです）を調べていますが、最近のMタイプ（赤い矮星）は、その寿命と最も長いと考えられているため、多くの研究が集中しています星のHZ内を周回する岩が多い惑星を見つける可能性が高い場所です。
「ほとんどの以前の研究は単一の星系に焦点を当てていましたが、最近の研究は、居住可能な惑星が連星系または赤い巨星または白色矮星系でさえ見つかるかもしれないことを示唆しています、潜在的に居住可能な惑星は砂漠の世界またはさらには海洋の世界の形を取るかもしれませんラミレスは言います。 「そのような定式化は、探索可能な潜在的に居住可能な惑星のパラメーター空間を大幅に拡張するだけでなく、生命をホストする可能性が最も高い（そして最も低い）可能性のある世界を除外することを可能にします。」
最後に、この研究は、古典的なHZが地球外生命の可能性を評価するために使用できる唯一のツールではないことを示しています。そのため、ラミレスは、将来、天文学者と太陽系外惑星のハンターがこれらの新しい製剤によって提起された追加の考慮事項で古典的なHZを補足することを推奨します。そうすることで、彼らはいつか人生を見つけるチャンスを最大化できるかもしれません。
「科学者が惑星系の初期段階に本当に特別な注意を払うことをお勧めします。それは、現在の居住可能ゾーンに現在位置している惑星が、生命のより多くの証拠のために実際にさらに研究する価値がある可能性を判断するのに役立つからです」と彼は言った。 「私はまた、さまざまなHZ定義を組み合わせて使用することをお勧めします。これにより、どの惑星が生命をホストする可能性が最も高いかを判断できるようになります。このようにして、これらの惑星をランク付けし、望遠鏡の時間とエネルギーのほとんどを費やす惑星を決定できます。その過程で、炭酸塩-ケイ酸塩サイクルが宇宙規模でどの程度普遍的であるかを決定することを含め、HZ概念がいかに有効であるかをテストすることにもなります。」
