ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) が遠く離れた系外惑星で生命の兆候を検出したという最近の報告は、残念ながらやや時期尚早です。 これは、カリフォルニア大学リバーサイド校 (UCR) の科学者によって行われた研究の結論です。
地球外生命体の存在を確認したいと熱望する私たち全員を失望させる可能性は高いが、これは、将来、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が太陽系外惑星、つまり「系外惑星」の大気中に生命の痕跡を発見しないという意味ではない。
系外惑星生命の兆候の発見の可能性に対する最近の興奮は、2023 年にジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、地球から約 120 光年離れたスーパーアース惑星である系外惑星 K2-18 b の大気中に潜在的な「生体特徴」元素を検出したときに始まりました。 。
多くの系外惑星は極端で暴力的、または少なくとも「奇妙」な性質を持っていますが、星からの強い放射線を受けているか、固体表面がないか、星系の端に氷の痕跡があるかにかかわらず、K2-18 b は不可解なスリラーでした。 。 生命は私たちの惑星に似ているため、その目的は生命を探すことです。
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地球に似た海洋世界
K2-18 b は地球の幅の 2 ～ 3 倍で、質量は地球の 8.6 倍です。 また、この星のハビタブルゾーン、つまり液体の水が存在できるほど暑すぎず寒すぎない領域にも位置している。 したがって、系外惑星は、私たちが知っている生命にとって不可欠な要素である液体の水で満たされた海、または「ヘシアン」の世界として見なされます。 地球とは異なり、この系外惑星の大気は窒素ではなく主に水素で構成されているようです。
「この惑星は地球とほぼ同じ量の太陽放射を受けています。大気の影響を除けば、K2-18 bの温度は地球の温度に近く、これも生命を見つけるのに理想的な状況です」と研究チームは述べた。メンバーでUCRプロジェクト科学者のシャン・ミン・ツァイ氏は声明で述べた。
ケンブリッジ大学の科学者がジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して実施した2023年のK2-18 bの調査の主な成果は、二酸化炭素とメタンの発見でした。 これらの分子はアンモニアの痕跡もなく検出され、この世界が確かに水素が豊富な大気の下に広大な海を持つ生きた世界であることを示唆しています。 しかし、何か別の、非常にエキサイティングな何かのヒントもありました。
「生命の探索という点で注目に値するのは、昨年、これらの研究者らが地球の大気中から、地球上の海洋植物プランクトンによって生成される硫化ジメチル（DMS）が予備的に検出されたことを報告したことです。」 蔡氏は語った。 これは、DMS が検出可能なレベルまで蓄積している場合、K2-18 b にはおそらく生命体である何かが存在し、地球上の 20 倍の速度で DMS を生成していることを意味します。
スーパーアースのケーキにフロスティングがついていますが食べられますか？
DMSの発見は決定的ではなかったため、調査チームのリーダーであるケンブリッジ大学の科学者ニク・マドゥスダンはDMSの発見に関して注意を呼び掛けた。 同氏は、K2-18 bの大気中にその存在を確認するには今後のJWST観測が必要だが、全員がメモを受け取ったわけではないと述べた。
しかし、DMS 発見のこの決定的でない性質も、UCR チームが発見を追求するきっかけとなりました。
「ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡からのDMS信号はそれほど強力ではなく、データ分析時に特定の方法でのみ現れました」とカイ氏は述べた。 「DMS に関するヒントらしきものを確認できるかどうか知りたかったのです。」
この 2 番目のチームが、水素ベースの大気と DMS の物理学および化学を説明するコンピューター モデルを使用して発見したことは、元のデータが DMS の発見を示している可能性が低いということです。 「信号はメタンと強く重なっており、メタンから DMS を抽出することはこのツールの能力を超えていると考えています」と Cai 氏は述べています。
これは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、DMSの兆候を検出した初期調査の実施に使用されたNIRSS（近赤外線画像装置および近赤外線分光計）およびNIRSpec（近赤外線分光計）以外の機器を使用して世界を観察する必要があることを意味します。 幸いなことに、マドゥスダン氏のチームは、研究者らが系外惑星の環境条件に関するより多くの情報を収集する中、JWSTのもう1つの中核機器であるMIRI（中距離赤外線機器）を使用してK2-18 bの監視を続けている。
「系外惑星で最も優れたバイオシグネチャーは、今日地球上でより豊富に発見されているバイオシグネチャーとは大きく異なる可能性があります」と、USCのチームリーダーで宇宙生物学者のエディ・シュヴィーターマンは述べた。 「水素が豊富な大気を持つ惑星では、地球上の場合のように植物や細菌によって作られる酸素ではなく、生命によって作られたDMSが見つかる可能性が高いかもしれません。」
この小さな失望は、生命の兆候を求めて宇宙を探索している科学者にとって挫折を意味するのでしょうか? これは偶然ではありませんし、この研究の最も有望な目標の 1 つであるヘッセ世界の理解を前進させるための一歩としての予備調査の重要性が薄れるわけでもありません。
「なぜ私たちは生命の痕跡を求めて宇宙を探索し続けるのでしょうか？」 蔡は修辞的に尋ねた。 「夜にジョシュアツリーでキャンプをしていると想像してみてください。すると、何かが聞こえます。本能的に光を当てて、そこに何があるのかを見ようとします。それはある意味、私たちもやっているのです。」
これらの発見を論じた新しい研究が5月2日に発表された 天体物理学ジャーナルレター。
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