最近の数十年で、天文学者は「地球のような」性質であると信じている多くの惑星を発見しました。つまり、それらは地球上にある（つまり岩が多い）ようであり、表面に液体の水の存在をサポートするために適切な距離で星を周回しています。残念ながら、最近の研究では、これらの惑星の多くが実際には「水の世界」である可能性があることが示されています。水は惑星の質量のかなりの部分を占めています。
科学界にとって、これらの世界は地球の気候を安定に保つミネラルとガスの循環をサポートすることができないため、これらの世界は長い間住み続けることができないことを示しているように思われました。しかし、シカゴ大学とペンシルバニア州立大学の研究者チームによる新しい研究によると、これらの「水の世界」は、私たちが考えるよりも住みやすいかもしれません。
「太陽系外惑星の水界の居住性」と題された彼らの研究は、最近発表されました。 天体物理ジャーナル。この研究は、シカゴ大学の地球物理学科の助教授であるエドウィンS.カイトによって行われました。ペンシルバニア州立大学のエキソプラネットおよびハビタブルワールドセンター、サイバーサイエンス研究所、ペンシルバニア州立宇宙生物学研究センターの教授であるエリックB.フォード。
彼らの研究のために、カイトとフォードは、海の温度と化学が数十億の期間にわたってどのように進化するかを考慮して、地球の水が何倍もある岩石惑星のモデルを構築しました。これの目的は、惑星の居住可能性に関して、長年の仮定に対処することでした。それらの中で最も重要なのは、惑星が長期間にわたる生命をサポートするために、地球と同様の条件を持つ必要があるということです。
たとえば、地球は温室効果ガスを鉱物に引き込み（地球全体の冷却につながります）、火山を介して温室効果ガスを放出することで自身を暖めることにより、長期間にわたって安定した温度を維持することができました。このようなプロセスは、惑星の表面全体（さらにはかなりの質量部分）が水で構成されている水の世界では不可能です。
これらの世界では、水は岩による二酸化炭素の吸収を防ぎ、火山活動を抑制します。これに対処するために、カイトとフォードはランダムに生成された何千もの惑星でシミュレーションをセットアップし、時間の経過に伴う気候の変化を追跡しました。彼らが発見したことは、水界は依然として数十億年にわたって温度平衡を維持できることです。 Kiteが最近のUChicago Newsプレスリリースで説明したように、
「これは、地球のクローン、つまり土地と浅い海のある惑星が必要であるという考えに本当に反発します。驚きの多くは、抽選の幸運だけで10億年以上安定していることです。私たちの推測では、その10％程度です。」
これらの惑星は、それらの星からちょうど適切な距離にあります。シミュレーションにより、適切な量の炭素が存在することが示されました。また、海洋に溶け込んだ地殻のミネラルや元素が十分にないため、大気から炭素を引き出すことはできませんでしたが、大気と海洋の間で炭素を循環させるのに十分な水がありました。このプロセスは、明らかに数十億年にわたって気候を安定に保つのに十分でした。
「惑星がどれだけの時間を持っているかは、基本的に二酸化炭素に依存し、それが初期の間に海、大気、岩の間でどのように分割されているか」とカイトは言った。 「地球上で見られる地球化学的循環なしに、惑星を長期的に居住可能な状態に保つ方法があるようです。」
シミュレーションは、私たち自身のようなG型（黄色矮星）のような星を周回する惑星に基づいていましたが、結果はM型（赤色矮星）についても楽観的でした。近年、天文学者は、これらのシステムが自然な寿命と、時間とともにゆっくりと明るくなるため、生命を育てるのに有望であると判断しています。
赤い矮星は太陽に比べて変動し不安定であることが知られており、その結果、惑星の大気をはぎ取る可能性のある多数のフレアが発生しますが、海洋世界が大気を安定した温度に保つのに十分な炭素を循環させることができるという事実は、励ます。赤い矮星を周回する惑星のいくつかが保護磁気圏を持っていると仮定すると、それらもまた、長期にわたって生命のある状態を維持することができる可能性があります。
近年、太陽系外惑星の発見が相次ぐことにより、太陽系外惑星の研究の焦点は、検出から特性評価へとシフトしています。これにより、科学者たちは生命が出現し繁栄する可能性のある条件の種類について推測し始めました。 「ぶら下がっている果物」アプローチは、科学者が潜在的に居住可能な惑星を発見するために科学者が使用する主要な手段である一方で、科学者は地球に似た条件を持つ惑星を探す場合、他の可能性が存在することは明らかです。
今後数年間で、宇宙ベースの望遠鏡のような ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 （JWST）および30メートル望遠鏡、超大型望遠鏡、巨大マゼラン望遠鏡などの地上の望遠鏡は、天文学者が太陽系外惑星の大気を特徴付け、それらが実際に水の世界か大陸地殻（地球のような地殻）かどうかを判断できるようになります）。
これらの同じ望遠鏡により、天文学者はこれらの大気中のバイオシグネチャーを検索することもできます。これは、それらが「潜在的に居住可能」であるかどうかだけでなく、「潜在的に居住する」かどうかを判断するのに役立ちます。
