以来 ケプラー宇宙望遠鏡 宇宙に打ち上げられ、私たちの太陽系を超えた既知の惑星（太陽系外惑星）の数は指数関数的に増加しました。現在、3,917個の惑星が2,918個の星系で確認されており、3,368個は確認待ちです。これらのうち、星の星の居住可能ゾーン（別名「ゴルディロックスゾーン」）内の約50軌道、つまり惑星の表面に液体の水が存在できる距離。
しかし、最近の調査により、私たちが居住可能なゾーンであると考える可能性が楽観的すぎる可能性が生じています。最近オンラインで発表された「複雑な生活のための限られた居住可能ゾーン」というタイトルの新しい研究によると、居住可能ゾーンは当初考えられていたよりもはるかに狭い可能性があります。これらの発見は、科学者が「居住可能性がある」と考える惑星の数に劇的な影響を与える可能性があります。
この研究は、カリフォルニア大学リバーサイド校のNASA博士研究員であるEdward W. Schwietermanが主導し、Alternative Earthsチーム（NASA Astrobiology Instituteの一部）、Nexus for Exoplanet System Science（NExSS）の研究者も含まれていました。 NASAゴダード宇宙研究所。
に基づく以前の推定によると ケプラー データによると、科学者たちは、天の川銀河だけで400億個の地球に似た惑星が存在する可能性が高く、そのうち110億個が、私たちの太陽のように軌道を回る可能性が高いと結論付けました（G型の黄色い矮星など）。他の調査では、居住可能ゾーンを定義するために使用するパラメーターに応じて、この数は600億または1000億にも及ぶ可能性があることを示しています。
これらの結果は、天の川が生命にあふれている可能性があることを示唆しているため、確かに有望です。残念ながら、太陽系外惑星に関するより最近の研究は、これらの以前の推定に疑問を投げかけています。これは特に、M型（赤い矮星）の星を周回する、潮汐でロックされた惑星が関係している場合です。
さらに、地球上で生命がどのように進化したかについての研究では、水だけでは生命が保証されず、さらに言えば酸素ガスの存在も保証されないことが示されています。これに加えて、シュヴィーターマンと彼の同僚は、私たちが知っているように、生命に不可欠な他の2つの主要なバイオシグネチャー、二酸化炭素と一酸化炭素を検討しました。
これらの化合物が多すぎると、複雑な生活に有害となりますが、少なすぎると、初期の原核生物が出現しないことを意味します。地球上の生命が何らかの指標である場合、より複雑で酸素を消費する生命体が進化するためには、基本的な生命体が不可欠です。このため、シュヴィーターマンと彼の同僚は、これを考慮に入れるために居住可能ゾーンの定義を改訂しようとしました。
公平に言えば、居住可能ゾーンの範囲を計算することは決して簡単ではありません。星からの距離に加えて、惑星の表面温度は、温室効果など、大気中のさまざまなフィードバックメカニズムに依存します。その上、居住可能ゾーンの従来の定義では、「地球のような」条件の存在を想定しています。
これは、窒素、酸素、二酸化炭素、水が豊富で、地球上に存在するのと同じ炭酸塩-ケイ酸塩地球化学サイクルプロセスによって安定化された大気を意味します。このプロセスでは、堆積と風化によりケイ酸塩岩が炭素質になり、地質学的活動により炭素岩が再びケイ酸塩ベースになります。
これは、大気中の二酸化炭素レベルが比較的安定したままであることを保証するフィードバックループにつながり、表面温度の上昇を可能にします（別名、温室効果）。惑星がハビタブルゾーンの内側の端に近づくほど、これを行うために必要な二酸化炭素は少なくなります。シュヴィーターマンがMITテクノロジーレビューによる最近の記事で説明したように：
「しかし、居住可能ゾーンの中央と外側の領域では、表面の液体の水に適した温度を維持するために、大気中の二酸化炭素濃度をはるかに高くする必要があります。」
例として、チームはKepler-62fを例として使用しました。これは、地球から約990光年離れた位置にあるK型の星（太陽よりも少し小さくて暗い）を周回する超地球です。この惑星は、金星が太陽と同じ距離で星を周回していますが、星の質量が小さいということは、居住可能ゾーンの外縁にあることを意味します。
2013年に発見されたとき、この惑星は十分な温室効果の存在を前提として、地球外生命体の有力な候補であると考えられていました。しかし、シュヴィーターマンと彼の同僚は、複雑な生命体が最初に進化したとき（約18億5,000万年前）に地球に存在したものよりも1,000倍多くの二酸化炭素（300〜500キロパスカル）がかかると計算しました。
しかし、この量の二酸化炭素は、地球上のほとんどの複雑な生物にとって有毒です。結果として、たとえケプラー62fは、それが液体の水を持っているのに十分暖かくても、生命の適切な候補者ではありません。これらの生理学的制約を考慮に入れると、シュヴィーターマンと彼のチームは、複雑な生活のための居住可能ゾーンを大幅に狭くする必要があると結論付けました。
シュヴィーターマンと彼の同僚はまた、いくつかの太陽系外惑星は冷たい星を周回しているため、一酸化炭素のレベルが高い可能性が高いと計算しました。これは、宇宙の星の75％を占める赤い矮星の居住可能ゾーンに重要な制約を課します。これは、自然界で地球の（つまり岩が多い）惑星を見つける可能性が最も高いと考えられています。
これらの調査結果は、科学者が「潜在的に居住可能」であると考えるものに大きな影響を与える可能性があります。さらに、星の居住可能ゾーンの境界は言うまでもありません。シュヴィーターマンが説明したように：
「1つの影響は、後期M矮星を周回する惑星や、居住可能ゾーンの外縁の近くに居住可能な可能性のある惑星で、インテリジェントな生命やテクノシグネチャーの兆候を見つけることを期待できないことです。」
問題をさらに複雑にするために、この研究は、最近の居住可能な惑星と考えられるものに追加の制約を課すためのいくつかの1つです。 2019年だけでも、赤い矮星システムが生命を形成するのに必要な原材料を持っていない可能性があること、および赤い矮星が光合成を行うのに十分な光子を提供しない可能性があることを示す研究が行われました。
これらすべてが、私たちの銀河での生活が以前考えられていたよりもまれであるという明確な可能性をもたらします。しかしもちろん、居住可能性の限界を確実に知るには、さらに多くの研究が必要になります。幸いなことに、今後数十年でいくつかの次世代望遠鏡が稼働するようになるので、調べるのにそれほど長く待つ必要はありません。
これらには ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 （JWST）、 非常に大きな望遠鏡 （ELT）と 巨大マゼラン望遠鏡 （GMT）。これらおよびその他の最先端の機器は、太陽系外惑星のはるかに詳細な研究と特性評価を可能にすることが期待されています。そして、彼らがそうするとき、私たちは人生がどれほどありそうであるかについてより良い考えを持っているでしょう。
