住む可能性のある太陽系外惑星を探すとき、科学者たちはぶら下がる果物のアプローチを取ることを余儀なくされます。地球は私たちが知っている、生命をサポートできる唯一の惑星であるため、この検索は基本的に「地球のような」惑星を探すことになります。しかし、地球が私たち全員がそれがそうであると思う傾向がある居住性のためのメーター棒でないならば、どうですか？
これは、8月18日から23日までスペインのバルセロナで開催されたゴールドシュミット地球化学会議で最近行われた基調講演の主題でした。ここでは、NASAが支援する研究者のチームが、ハビタブルゾーン（HZ）を定義するために何が行われるかを調べると、一部の太陽系外惑星は、地球自体よりも生命が繁栄するためのより良い条件を持っている可能性があることを説明しました。
このプレゼンテーションは、2019年6月号に掲載された「複雑な生活のための限られた居住ゾーン」というタイトルの研究に基づいています。 天体物理ジャーナル。 この研究は、Caltech、NASAゴダード宇宙研究所、NASA宇宙生物学研究所、NASAポスドクプログラム、NExSS仮想惑星研究所、Blue Marble Space Institute of Science、および複数の大学の研究者によって実施されました。
彼らの研究で示されているように、HZは通常、表面に液体の水が存在できるホスト星からの距離の範囲として定義されます。ただし、これには、気候の安定性を確保するために必要な大気力学が考慮されていません。これには、表面温度を特定の範囲内に維持するための炭酸塩ケイ酸塩フィードバックが含まれます。
遠方の太陽系外惑星の状態を測定するために利用できるのは間接的な方法だけなので、天文学者は惑星の気候と進化の洗練されたモデルに依存しています。基調講演の中でこのアプローチの合成を発表する過程で、シカゴ大学のステファニーオルソン博士（研究の共著者）は、太陽系外惑星での生活に最適な環境を特定するための検索について説明しました。
「NASAの宇宙での生命の探索は、いわゆるハビタブルゾーンプラネットに焦点を当てています。これは、液体の水の海の可能性を秘めた世界です。しかし、すべての海が同等に親しみやすいわけではありません。一部の海は、地球の循環パターンにより、他の海よりも住みやすい場所です。
「私たちの研究は、世界的に豊富で活発な生命をホストする最大の能力を持つ太陽系外の海を特定することを目的としています。地球の海での生活は、海の暗い深さから光合成の生命が住む海の太陽に照らされた部分に栄養分を戻す湧昇（上昇流）に依存しています。より多くの湧昇はより多くの栄養補給を意味します、それはより多くの生物学的活動を意味します。これらは、太陽系外惑星で探す必要がある条件です。」
研究のために、オルセンと彼女の同僚は、ROCKE-3D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にどのような条件がありそうかをモデル化しました。この大循環モデル（GCM）は、NASAのGoddard Institute for Space Studies（GISS）によって開発され、地球と他の太陽系地球惑星（水星、金星、火星など）の歴史のさまざまな点を研究します。
このソフトウェアを使用して、さまざまなタイプの太陽系外惑星の気候と海洋生息環境をシミュレーションすることもできます。 （これまでに発見された4000以上の惑星に基づいて）考えられるさまざまな太陽系外惑星をモデル化した後、彼らはどの種類の太陽系外惑星が最もよく成長する生物圏を発達させ、維持する可能性が高いかを決定することができました。
これは、どの太陽系外惑星が最も効率的な湧昇流を持ち、よって、もてなしの条件で海を維持できるかを特定する海洋循環モデルを使用することから構成されていました。彼らが発見したのは、大気密度が高く、回転速度が遅く、大陸が存在する惑星はすべて、より高い湧昇率をもたらすということです。
これからの重要なポイントは、地球の回転速度がかなり速いため、地球が最適に居住可能ではない可能性があるということです。 「これは驚くべき結論です」とOlson博士は述べています。「海洋循環パターンが良好ないくつかの太陽系外惑星の条件は、地球上の生命よりも豊富で活発な生命をサポートするのに適していることを示しています。」
これは一種の良いニュース/悪いニュースの状況です。一方で、それは、地球が他の居住可能性のある太陽系外惑星を測定できる標準であるという幻想を打ち砕くようなものです。一方、これは、以前の保守的な見積もりが示すよりも、私たちの宇宙では生命がより豊富である可能性があることを示しています。
しかし、オルセンが示したように、私たちのテクノロジーには限界があるため、生命と私たちが検出できる生命との間には常にギャップがあります。したがって、この研究は、「生命が最も検出されやすく、検出されないことが最も重要である、地球規模で活動的な大きな生物圏」を支持する可能性が最も高い太陽系外惑星のサブセットに努力を向けることを天文学者に奨励するという点で重要です。
このような次世代の望遠鏡の配備により、これは今後10年間で可能になります。 ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 （JWST）、天文学者は太陽系外惑星の大気と表面環境を特徴づけるのに役立つと期待しています。まだ計画段階にある他の望遠鏡は、さらにこのような研究のおかげで、さらに進んでいく可能性があります。
オルソン博士は、「この作業は理想的には望遠鏡の設計に通知され、将来のミッションを確実にします。提案されたLUVOIRまたはHabEx望遠鏡の概念などは適切な機能を備えています。これで何を探すべきかわかったので、探し始める必要があります。」
私たちの太陽系を超えた（またはその内部の）生命の証拠を探すことになると、何を探すかを知ることは、それを行うための最も洗練されたツールを持つことよりもさらに重要かもしれません。今後数年間で、天文学者は私たち自身以外の生命の証拠を見つけるためにこれまでに学んだすべてを使用して、最先端の技術と改善された方法の恩恵を受けるでしょう。
