地球は宇宙で最高の惑星であると過去に何度も言ってきました。進化は私たちをこの惑星に適応させました、そして私たちがこれほど私たちにこれほど良い別の惑星を見つけることができるとは思えません。
しかし、それは最高の惑星ですか？宇宙には、生命の多様性のための条件があるかもしれない場所がありますか？
私たちが地球上に生命を持っているという事実はかなり驚くべきことです。私たちは、キラーソーラーフレアをあまり発生させないメインシーケンススターの居住可能ゾーンに位置しています。
呼吸できる酸素と窒素で満たされた厚い大気があります。惑星は、惑星の磁場を維持する回転する鉄のボールがあり、惑星の中心でまだ溶けているのに十分な大きさです。これは、厚い大気と相まって、惑星表面を宇宙線、太陽からの最悪の紫外線放射、そして致命的な太陽嵐から保護します。
地球の表面にある物質を常にリサイクルし、内部から新鮮な化学物質を持ち帰るプレートテクトニクスがあります。
私たちには比較的大きな月があり、それによっておそらく惑星をその軸方向の傾きでより安定した状態に保ち、潮汐によって初期の生命体が海から陸に移行するのを助けました。しかし、月は大きすぎません。
私たちには、地球の気候を調整するのに役立つ巨大な海があり、暖かい水をより涼しい地域に移動して、より多様で居住可能な地域にします。
リストは続き、私たちがまだ発見していない要因があると確信しています。
そして、地球に関しては、生命は繁栄し、あらゆる生態学的ニッチへの道を見つけ、進化を通じて苦い寒さ、激しい熱、海の底での激しい圧力、都市でさえ、人間のすぐ隣に住む存在。
しかし、地球はもっと良いのだろうか？超居住可能な惑星が存在するだろうか？
天文学の分野で私たちに教えられたことがあるとしたら、それは私たちが特別なことではないということです。私たちは太陽系の中心ではありません。これは宇宙の特別な場所や時間ではありません。そして、それはおそらく地球が人生にとって最良の場所ではないことを意味します。人間にとっては最高の場所ですが、人生にとってはそうではありません。
2013年の論文によると、ペンシルベニア州の天文学者であるRavi Kumar Kopparapuたちは、現代の気候データに基づいて、星の居住可能ゾーンの端が本当にどこにあるべきかを計算しました。彼らは、太陽のような星の周りの居住可能なゾーンは、地球から太陽までの距離の0.99倍から1.7倍の間であるべきだと計算しました。
つまり、地球は実際には太陽の居住可能ゾーンの内側の端にあります。かろうじて。太陽に近いとしたら、金星のような暴走温室効果が発生します。
おそらく、軌道変動が惑星を極端に押しやることのないハビタブルゾーンの真ん中に近づくことを望みます。
地球は比較的若いです。惑星が現在約45億年しか存続しておらず、過去数億年で多細胞生命を見つけ出したという事実を考慮してください。
太陽は熱くなっており、私たちが非常に接近しているため、実際には数億年しかありません。気温が上昇して海が蒸発するまでには、最大で10億年かかります。しかし、もし生命が何十億年にもわたって進化し、新しい、より多様な形態の生命を生み出すことができたとしたらどうでしょう？
カモノハシは珍しいと思います。20億年以上の進化で何が得られるか想像してみてください。または200億。
Superhabitable Worldsと呼ばれる2016年の論文で、Rene HellerとJohn Armstrongは、最も住みやすい惑星を作るかもしれない状況を経験しています。これは非常に読みやすい論文で、たくさんの素晴らしいアイデアがあります。世界を築くアイデアを探しているSF作家は、ぜひチェックしてみてください。ショーのメモにリンクを追加します。
彼らは、長寿命で比較的安定しているため、太陽よりも質量が小さく、K星として分類されている星は、おそらく多様性の最良の候補であると提案しています。 K型星の寿命は、これらの厄介な赤い矮星メガフレアがなければ200〜700億年です。
小惑星や彗星を重力で方向転換して、水や生命に必要な他の化学物質を届けることができる、星系の他の惑星が必要です。ジュピター、ありがとう。
そして理想的には、同じシステム内に複数の居住可能な惑星があり、生命を行き来させることができます。汎精子症として知られているプロセス。
住みやすい惑星をガス巨人の月にして、新しい火山性物質を地表に噴出させ続ける強力な潮汐力を得ます。
さらに良いことに、2つの惑星が相互に周回し、潮汐力を提供し、生命体を相互に交換するバイナリ惑星があります。
そして、まだ始まったばかりです！
惑星を大きくすると、水が温度を循環させるための表面積が増えます（1秒間でさらに増加します）だけでなく、生命体がさまざまなニッチを利用するための表面積も増えます。
つまり、より大きな、より大規模な惑星について話しているのです。地球の質量の約2倍になると、プレートのテクトニクスが停止し始めるので、その量を超えないようにしてください。
また、惑星全体の磁気圏を維持するために、コア内の鉄合金の動きのために、その内部が十分に大きく、十分に暑い世界が必要です。
あなたはおそらく表面重力について心配していますが、地球の2倍の質量を持つ惑星は、ほぼ同じ表面重力を持つために約40％大きくする必要があります。
バルセロナでの最近の会議で、シカゴ大学のステファニーオルソン博士が、太陽系外惑星の生命を最もよくサポートする環境を探すために行った研究を発表しました。
彼らは、NASAのROCKE-3D大循環モデルというツールを使用しました。これは無料で一般に公開されている本当に素晴らしいツールです。 Webサイトにアクセスして、古代の金星からプロキシマケンタウリを周回する惑星まで、さまざまな世界の状況を確認できます。
気温、降水量、土壌濃度などをシミュレーションできます。
いくつか例を挙げましょう。これが産業革命以前の地球で、気温は赤道付近の約35℃から極では-60℃よりも低い範囲です。
しかし、地球を古代の金星に置き換えることができます。これは、太陽が現在よりも20％暗かった29億年前の惑星の見え方でした。しかし、それでも243日ごとに1回回転し、おそらく低地を横切って水深310メートルに達する浅い海がありました。
そして、これは太陽に最も近い星である赤い矮星Proxima Centauriを周回する惑星です。それはその星にとても接近して周回しているので、惑星はおそらく潮汐的にロックされています。これは、一方の側が星に向かい、もう一方の側が星に向けられると、気温に劇的な影響を与えます。
しかし、惑星が2軌道ごとにその軸を3回回転する共鳴回転を持っている場合、そして地球の窒素と酸素の大気とほぼ一致する大気を持っている場合は、はるかに多く見える世界になります。住むのに快適。
オルソンと彼女のチームは、このソフトウェアを使用して、さまざまな種類の太陽系外惑星の気候と海の生息地をシミュレートしました。ここ地球では、生命の多様性は、海洋の深いところから物質が湧き出て、生命がそれを使用できる表面にそれを戻すことに依存しています。
より多くの湧昇はより多くの生物学的活動、より多くの多様性を意味します。
つまり、生命の多様性が最も多い惑星を見つけるには、海洋循環の量が多い世界を見つける必要があります。
地球より良いものはありますか？
オルソンによると、惑星の回転が遅く、大気密度が高く、大陸がある場合、海洋循環の量を増やすことができます。
そして、これは、天文学者が太陽系外の世界を調べる際に何を求めているのかというアイデアを私たちに与えます。 NASAのLUVOIRまたはHabExのミッションが2030年代に飛行すると、太陽系外惑星の表面を直接画像化できます。彼らは大気中の化学物質を測定し、水を検出し、さらに大陸で覆われている惑星の量を決定します。
地球よりも明らかに居住しやすい世界である、天の川に住むのに非常に住みやすい世界が見つかっても、驚くことはありません。繰り返しになりますが、私たちは特別ではありません。それで結構です、少なくとも私たちには仲間がいます。
