紫外光は宇宙全体の生命への道を示すことができる

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紫外線は、物議を醸すタイプの放射線と呼ばれるものです。一方で、過度の露出は日焼け、皮膚ガンのリスクの増加、人の視力と免疫系の損傷につながる可能性があります。一方で、ストレス解消を促進し、ビタミンD、セラトニン、メラニンの体の自然な生成を刺激するなど、いくつかの大きな健康上の利点もあります。

また、ハーバード大学とハーバードスミソニアン天体物理学センター(CfA)のチームが行った新しい研究によると、地球上の生命の出現に紫外線が重要な役割を果たした可能性さえあります。そのため、他の種類の星によって生成されるUV放射の量を決定することは、それらを周回する惑星の生命の証拠を見つけるための鍵の1つになる可能性があります。

「M個の小惑星を周回する惑星の表面UV環境:プレバイオティクス化学への影響と実験的追跡の必要性」と題されたこの研究は、最近発表されました。 天体物理ジャーナル。 CfAの客員博士研究員であるSukrit Ranjanが率いるこのチームは、M型(赤い矮星)の星に焦点を当て、このクラスの星が、生命の出現に必要な生物学的プロセスを開始するのに十分な紫外線を生成するかどうかを判断しました。

最近の研究では、UV放射がリボ核酸(RNA)の形成に必要である可能性があることが示されています。これは、私たちが知っているすべての生命体に必要です。そして、最近の赤い矮星の周りに岩の惑星が発見されている割合を考えると(例としては、Proxima b、LHS 1140b、およびTRAPPIST-1システムの7つの惑星)、赤い矮星が放出する紫外線の量は、太陽系外惑星の居住性を決定します。

ランジャン博士がCfAのプレスリリースで説明したように:

「まるで木の山を持ち、火をつけて火をつけたいが、マッチはないようなものです。私たちの調査によると、適切な量のUV光は、私たちが知っているように、点火して命を吹き込むマッチの1つかもしれません。」

彼らの研究のために、チームは赤い矮星の放射伝達モデルを作成しました。次に、彼らを周回させたプレバイオティック地球アナログ惑星上のUV環境が、RNAの形成につながる光プロセスを刺激するのに十分かどうかを決定しようとしました。これから、彼らは、M-矮星を周回する惑星が若い地球より100-1000倍少ない生物活性紫外線にアクセスすることができると計算しました。

その結果、化学元素とプレバイオティクス条件を生物に変えるために紫外線に依存する化学は、おそらく停止するでしょう。代わりに、チームは、この化学がUV放射の減少したレベルで進行できたとしても、数十億年前の地球での場合よりもはるかに遅い速度で動作すると予測しました。

ハーバード工科大学応用科学科の助教授であり、この研究の共著者であるロビンワーズワースが説明しているように、居住可能性の問題に関する限り、これは必ずしも悪いニュースではありません。 「それはスイートスポットを見つけることの問題かもしれない」と彼は言った。 「生命の形成を​​引き起こすのに十分な紫外線が必要ですが、それが惑星の大気を侵食して取り除くほど多くはありません。」

以前の研究では、穏やかな赤い小人でさえ、定期的に惑星にバーストUVエネルギーを衝突させる劇的なフレアが発生することが示されています。これは、軌道にある惑星の大気を剥ぎ取り、生命を照射する可能性のある危険なものであると考えられていましたが、そのようなフレアは、恒星によって着実に生成されている低レベルのUVを補う可能性があります。

このニュースは、トラピスト-1システムの外惑星(居住可能ゾーン内に配置された3つを含む)がまだ表面に十分な水を含んでいる可能性があることを示した研究にも続いています。ここでも重要なのは紫外線でした。研究を担当するチームは、大気からの水素損失の兆候(光解離の兆候)についてTRAPPIST-1惑星を監視しました。

この研究はまた、ハーバード大学の天文学部の議長であり、理論と計算研究所の所長であり、CfAのメンバーでもあるAvi Loeb教授が率いる最近の研究を思い起こさせる。 「宇宙時間の関数としての生命の相対的尤度」と題されたローブと彼のチームは、質量が小さく、寿命が非常に長いため、赤い矮星が生命を生み出す可能性が最も高いと結論付けました。

寿命が短い高質量の星と比較して、赤い矮星は主なシーケンスに6〜12兆年も残る可能性があります。したがって、赤い矮星は確かに有機的進化の非常に減速された速度でさえ適応するのに十分長いだろう。この点で、この最新の研究は、フェルミパラドックスの可能な解決策と見なされることもあります。すべてのエイリアンはどこにいますか?彼らはまだ進化しています!

しかし、ディミタール・サセロフ(オリジンズ・オブ・ライフ・イニシアチブのディレクターであり、この論文の共著者)であるハーバード大学のフィリップス天文学教授は、まだ答えられていない質問がたくさんあることを指摘している。

「私たちは、UVを含む要因が生命の問題にどのように影響するかを決定するために、研究室や他の場所で行うべき多くの仕事をまだ持っています。また、地球上で経験するよりもはるかに低いUVレベルで生命が形成されるかどうかを判断する必要があります。」

いつものように、科学者は、他の惑星の居住性を評価することに関して、限られた基準枠で作業することを余儀なくされています。私たちの知る限りでは、生命は惑星(つまり地球)上にのみ存在し、生命がどこでどのような条件下で繁栄できるかについての理解に自然に影響を与えます。そして現在進行中の研究にもかかわらず、生命が地球上にどのように出現したかという問題は、まだ謎の何かです。

赤い矮星を周回する惑星、または私たちが住むことができないと思われる極端な環境で生命が見つかるはずである場合、生命は地球とは非常に異なる条件で出現し、進化することができることを示唆します。今後数年間で、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡のような次世代ミッションは、巨大なマゼラン望遠鏡であり、遠方の星とその惑星系についてさらに明らかにすることが期待されています。

この研究の成果には、生命が出現する場所と、生命が繁栄する条件に関する新しい洞察が含まれる可能性があります。

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