居住可能な太陽系外惑星：知っておくべきこととニュース 2024

居住可能な系外惑星であるK2-18bで水蒸気が検出されましたか？

-2019年9月17日のニュース-

太陽系外で発見された4000の惑星のうち、圧倒的多数は生命に対して完全に敵対的です。質量が大きすぎても、星から近すぎても、遠すぎても、液体の水や潜在的に生命がそれらに隠れることを想像することは困難です。しかし、その条件が確かにより寛大な系外惑星の小さなカタログがあります。 K2-18bはその1つです。約120光年離れた場所にあり、赤いwar星の居住ゾーンに位置しています。それは地球の約8倍の質量を持ち、その星と同期して回転している可能性が高いです。つまり、地球のある月のように常に同じ側を示しています。

これは私たちの惑星の双子の探索で知っている最良の候補ではありませんが、K2-18bは現在、系外惑星の星になりつつあります。 9月10日と11日に2回発表した後、同じ観測データに取り組んでいる2つのチームが、この系外惑星の大気中の水蒸気の発見をほぼ同時に発表しました。 H2Oも大量に存在し、確かに雲と雨があります。

系外惑星の大気で水蒸気が検出されたのはこれが初めてではありませんが、以前の発見は気体の巨人に関するものでした。 K2-18bははるかに小さい惑星です。したがって、その水循環は、地球上で私たちが知っていることと一部似ている可能性があります。しかし、静かな海と緑の牧草地を想像しないでください。 K2-18bは地球とは大きく異なります。その雰囲気は非常に密で、確かに数百万の圧力バーに達します。

岩だらけのコアがあるかどうかさえわかりません。コアがある場合、コアは水蒸気で覆われた厚い水素層に囲まれています。海または海を形成できる表面はありません。それに付け加えると、昼も夜も恒久的であり、それに落ち着くことは牧歌的ではありません。原始的な生命体がそのような状況で発展する可能性はありますが、120光年離れた場所で確認するのは非常に困難です。

しかし、このような小さな系外惑星の大気中の水蒸気の発見は非常に勇気づけられます。この観測は、2016年から2017年の間に星の前を通過する太陽系外惑星の8回の通過を記録したハッブル宇宙望遠鏡のおかげで可能になりました。星の光の一部は、宇宙望遠鏡。この光には、遭遇した化学元素の痕跡が含まれています。実際、そのスペクトルには吸収線が残ります。同じ手法を使用して、潜在的に地球サイズのさらに小さな太陽系外惑星を研究することもできます。

これには、James Webb Space Telescopeなどの大きなミラーが必要です。将来の大型宇宙望遠鏡は、K2-18bの観測を継続することにより、この手法に従うことができます。これは、他の大気ガスを発見し、太陽系に存在しないこのタイプの惑星を少しよく理解する機会になるかもしれません。私たち全員が期待する発表は、明らかに、その星の居住可能ゾーンにある岩だらけの太陽系外惑星の大気中の水の発見です。楽観的になりましょう、これは次の10年になりそうです。

地球よりも住みやすい居住可能な系外惑星を探して

-2019年9月3日のニュース-

居住可能な太陽系外惑星の検索では、絶対参照先、つまり最もよく知っているもの、つまり地球があります。したがって、地球と同じサイズと質量の惑星を発見しようとします。特に温度、化学組成の雰囲気が同じ条件を提供する可能性が最も高い太陽系外惑星に興味があります。このように私たちは人生を発見できると思うので、このアプローチはインテリジェントです。私たちが地球の完璧な双子を見つけることができたならば、人が住んでいなければ、少なくとも住めるでしょう。

しかし、地球は本当に生命の探索における絶対的な指示対象なのでしょうか、それともわずかに異なる条件を持ついくつかの惑星はさらに肥沃なのでしょうか？これは、NASAが後援する研究者グループが尋ねた質問です。彼らは、私たちが知っているように、生命の出現のための理想的なパラメータを決定しようとしました。驚くべきことに、結果は私たちとはまったく異なるタイプの惑星です。

系外惑星の居住性の問題の中心には、液体の水と海があります。海洋は理想的には地球のものとは少し異なるでしょう。栄養を与えるために、原始的な生命には、表面近くに見られる星の光と、海の底にある海洋堆積物が必要です。したがって、堆積物を醸造して表面に戻す海流は、すべての適切な条件を適切な場所にもたらすために不可欠です。地球上では、これらの栄養分を含んだ水の湧昇現象は主に海岸近くで発生します。

既知の太陽系外惑星から始めて、研究チームは4000以上のシミュレーションを実施して、特定の条件が地球よりもさらに大きな湧昇現象につながるかどうかを判断しました。そして答えはイエスです。最良の結果は、水が多く、大気が濃く、大陸があり、非常に長い日がある惑星に現れます。住みやすい惑星のランキングのトップに到達するために地球から欠けているのはこの小さな詳細です。

通常、金星がかつて海と大陸を持っていた場合、彼女の日数は地球の217日で、彼女は人生にほぼ完璧な条件を提供しました。もちろん、これは単なるモデルであり、主に光合成に基づいた原始的な海洋生物に関連しています。この生命がより複雑になり、インテリジェントな生命へと進化しない理由は、おそらく他の条件が必要です。

この研究の結果は、居住可能な太陽系外惑星の探索においてまだいくつかの追加のリードを与えています。上記の条件は、天文学者が持っている現在の手段では検出できません。しかし、次世代の宇宙望遠鏡と地上望遠鏡が、地球系外惑星の大気についての手がかりを与えてくれることを期待できます。

地球上で見たように、海洋と大気は非常に密接に相互作用しています。したがって、これらの大気の中で、海洋の存在の可能性とそれを支配する条件の兆候を示す化学マーカーを発見することが可能かもしれません。このわずかな情報を使用して、次世代の望遠鏡の設計を最適化できます。それは長くて退屈なプロセスですが、いつか私たちが宇宙にいるのは私たちだけではないという取消不能の結論に至る可能性があります。
Image by NASA/Ames/JPL-Caltech [Public domain]

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