近年、近くのM型（赤い矮星）の周りで発見された太陽系外惑星の数が大幅に増えています。多くの場合、これらの確認された惑星は「地球のような」ものでした。これは、それらが陸上（別名。ロッキー）であり、サイズが地球に匹敵することを意味します。赤い矮星が宇宙で最も一般的であるため、これらの発見は特にエキサイティングでした–天の川だけで星の85％を占めています。
残念ながら、最近多くの研究が行われ、これらの惑星には生命を維持するのに必要な条件がない可能性があることが示されています。最新の研究はハーバード大学で行われ、ポスドク研究者のManasvi LingamとAbraham Loeb教授は、M型星の周りの惑星が星から十分な放射線を受けていないために光合成が行われない可能性があることを示しています。
簡単に言えば、地球上の大気は今日の生命に有毒であった37億から41億年前（ハデーン後期または始生代初期）に出現したと考えられています。 29億から30億年前の間に、光合成細菌が出現し始め、大気を酸素ガスで富化し始めました。
その結果、地球は約23億年前に「大酸化現象」として知られるものを経験しました。この間、光合成生物は、地球の大気を、主に二酸化炭素とメタンで構成されるものから、窒素と酸素ガスで構成されるもの（それぞれ〜78％と21％）に徐々に変換しました。
興味深いことに、他の形態の光合成は、クロロフィル光合成よりもさらに早く出現したと考えられています。これらには、およそ出現した網膜光合成が含まれる。 25〜37億年前、現在でも限られたニッチ環境に存在しています。名前が示すように、このプロセスはレチナール（紫色の色素の一種）に依存して、可視スペクトル（400〜500 nm）の黄緑色部分の太陽エネルギーを吸収します。
また、無酸素性の光合成（二酸化炭素と2つの水分子がホルムアルデヒド、水、酸素ガスを生成するために処理される）もあり、これは完全に酸素の光合成に先行すると考えられています。地球上の生命がいつ始まったかを理解するには、さまざまな種類の光合成がいつどのようにして出現したかが重要です。ローブ教授がスペースマガジンにメールで説明したように：
「「光合成」とは、光（写真）によって「一緒に置く」（合成）ことを意味します。これは、植物、藻類、またはバクテリアが太陽光を化学エネルギーに変換してその活動を促進するプロセスです。化学エネルギーは、二酸化炭素と水から合成される炭素ベースの分子に保存されます。このプロセスは、しばしば私たちの存在に必要な副産物として酸素を放出します。全体として、光合成は、地球上で私たちが知っているように、すべての有機化合物と生命に必要なほとんどのエネルギーを供給します。光合成は地球の進化の歴史の比較的早い時期に起こりました。」
このような光合成が果たす役割を調べる研究は、地球上で生命がどのように生まれたかを理解するのに役立つため、重要ではありません。さらに、太陽系外惑星で生命が出現するかどうか、そしてどのような条件下でそれが起こり得るかについての理解を促すのにも役立ちます。
彼らの研究は、「低質量の星の周りの居住可能な惑星の光合成」と題され、最近オンラインで公開され、 王立天文学会の月次通知。 彼らの研究のために、リンガムとローブは、M型星の光子フラックスを制約して、赤い矮星を周回する地球型惑星で光合成が可能かどうかを判断しようとしました。ローブが述べたように：
「私たちの論文では、低質量星周辺の居住可能ゾーンにある惑星で光合成が発生するかどうかを調査しました。このゾーンは、惑星の表面温度が液体の水の存在と私たちが知っている生命の化学を可能にする星からの距離の範囲として定義されます。そのゾーンの惑星の場合、ホスト星の質量の関数として、その表面を照らす紫外線（UV）フラックスを計算しました。低質量の星は冷たく、放射線量あたりのUV光子の生成が少なくなります。」
赤い矮星を含む最近の発見と一致して、彼らの研究は「地球アナログ」、すなわち、地球と同じ基本的な物理的パラメーター（すなわち、半径、質量、組成、有効温度、アルベドなど）を持つ惑星に焦点を合わせました。光合成の理論的限界以来、他の星の周りはよく理解されていませんが、地球と同じ制限で動作します– 400〜750 nm。
このことから、リンガムとローブは、低質量のMタイプの星は、地球と同様の生物圏を確保するために必要な最小UVフラックスを超えることができないと計算しました。ローブが示すように：
「これは、近くの矮星、Proxima Centauri（4光年離れた最も近い星、0.12太陽の質量、1つの居住可能な惑星、Proxima b）とTRAPPIST-1（ 40光年離れた、0.09の太陽の塊、3つの居住可能な惑星TRAPPIST-1e、f、g）には、おそらく地球のような生物圏がありません。より一般的には、星を通過する惑星の大気の組成（TRAPPIST-1など）の分光学的研究では、検出可能なレベルで酸素やオゾンなどのバイオマーカーを見つけることはほとんどありません。酸素が見つかった場合、その起源は非生物学的である可能性があります。」
当然、この種の分析には限界があります。前述のように、リンガムとローブは、他の星の周りの光合成の理論的な限界はよく知られていないことを示しています。惑星の状態とM型星の周りの放射線環境についてさらに学ぶまで、科学者は私たち自身の惑星に基づく測定基準を使用せざるを得ません。
第2に、M型星は太陽に比べて変動が大きく不安定であり、周期的に再燃するという事実もあります。他の研究を引用すると、リンガムとローブは、これらが惑星の生物圏に正と負の両方の影響を与える可能性があることを示しています。要するに、恒星フレアは、プレバイオティクス化学を引き起こすのに役立つ追加のUV放射を提供する可能性がありますが、惑星の大気に有害である可能性もあります。
それにもかかわらず、赤い矮星を周回する太陽系外惑星のより集中的な研究を除いて、科学者はこれらの惑星での生命の可能性の理論的評価に頼らざるを得ません。この研究で示された発見に関しては、それらは赤い矮星システムが居住可能な世界を見つけるための最も可能性の高い場所ではないかもしれないことのもう一つの指標です。
真の場合、これらの調査結果は、地球外知能の探索（SETI）にも大きな影響を与える可能性があります。 「光合成によって生成される酸素は、地球上の人間などの複雑な生命にとって必須条件であるため、技術的知能が進化するためにも必要になるでしょう」とローブは述べました。 「今度は後者の出現により、無線信号や巨大な人工物などの技術的なシグネチャを介して生命を見つける可能性が開かれました。」
今のところ、居住可能な惑星と生命の探索は、何に注目すべきかを教えてくれる理論モデルによって引き続き通知されます。同時に、これらのモデルは引き続き「私たちが知っているとおりの生命」に基づいています。つまり、例として地球のアナログと陸生生物を使用しています。幸いなことに、天文学者は次世代の装置の開発のおかげで、今後数年間でさらに多くを学ぶことを期待しています。
太陽系外惑星システムについて学ぶほど、それらが居住可能かどうかを判断する可能性が高くなります。しかし、最終的には、実際にそれが見つかるまで、他に何を探すべきかわかりません。地球外知性の探索に関して言えば、これは偉大なパラドックスであり、他の偉大なパラドックスは言うまでもありません（調べてください！）。
