本動画は、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡などの最新データをもとに、太陽系外惑星における生命の痕跡（バイオシグネチャー）探求の現状を解説するものである。K2-18bやTOI-270 dといった有力な惑星候補でメタンやジメチルスルフィドなどの生命由来の可能性が高いガスが検出されているが、非生物学的な要因を排除しきれず、決定的な証拠としては公式に認められていない背景を指摘している。天体物理学界隈ではすでに地球外生命の兆候を確信している研究者も多く、証明基準の高さや今後のさらなる観測の行方について考察を加えている。
他の太陽系における生命の証拠
科学者たちが別の太陽系に生命が存在する暫定的な証拠を発見した、といった見出しがここ数年よく見られるようになりました。最近のものは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のデータとK2-18bと呼ばれる惑星に関するものです。今日は、この惑星や他の太陽系外惑星の生命について私たちが知っていること、そして、天体物理学者たちがすでに他の惑星に生命を発見していると私が考える理由について見ていきたいと思います。彼らはまだそれを公言することを許されていないだけなのです。
天体物理学者が他の惑星の生命について語るとき、それはバイオシグネチャー、つまり私たちが知るような形の生命が存在するかもしれないという何らかの証拠を意味します。彼らは、少なくとも地球上では生命の存在を示すような特定の分子やその組み合わせを探すために、これらの惑星の大気をスキャンして調査します。バイオシグネチャーは生命の証拠にはなりますが、必ずしも複雑な生命の証拠とは限りません。
その2つを区別するために、天体物理学者たちは知的生命体を示すあらゆる技術の兆候であるテクノシグネチャーも探しています。しかし、微生物の存在から、何光年も離れた場所からでも確認できるほどの深刻な大気汚染に至るまでには様々な段階があるため、これは非常に大雑把な区別と言えます。私が注目する重要なバイオシグネチャーは、化学平衡の状態では存在するはずのない分子の組み合わせです。なぜなら、それらを作り出すような地質学的プロセスは、少なくとも私たちが知る限り存在しないからです。それでは、ニュースの見出しになったケースを見ていきましょう。
注目を集める太陽系外惑星たち
太陽系外惑星での生命探知の可能性として最も盛んに議論されているのが、K2-18bです。この惑星は地球より少し大きく、約124光年離れた太陽系にあり、赤色矮星のハビタブルゾーンに位置しています。すでに2019年には、ハッブル宇宙望遠鏡がその大気中に水蒸気を検出していました。それ単独ではバイオシグネチャーとは言えませんが、示唆に富む発見でした。
2023年には、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の初期データの分析からメタンと二酸化炭素が発見され、そして昨年、同じチームがより詳細なデータを基に、地球の数千倍とも思われる濃度のジメチルスルフィドを3シグマの確度で検出したと報告しました。地球上では、このガスはほぼ独占的に海洋微生物によって生成されます。彼らはこれを、太陽系外におけるバイオシグネチャー活動の可能性を示す、これまでで最も強力な証拠と呼びました。
しかし残念ながら、独立した複数のグループによる再分析の結果、そのデータは他の多くの化学組成の可能性とも矛盾しないことが分かり、基本的には決定的なものではないとされました。
他にも注目されている惑星があります。例えばTOI-270 dです。この惑星も地球より少し大きく、私たちから約73光年離れた矮星の周りを公転しています。ただし、恒星にかなり近いため、ハビタブルゾーンの端に位置しています。この惑星については、より良いデータが得られています。2つの独立したグループが、メタン、二酸化炭素、さらに二硫化炭素とエタンのかなり強いシグネチャーを発見しました。繰り返しますが、地球上ではこれらは微生物によって生成されます。しかしこのケースでは、他の非生物学的な発生源が存在する可能性を排除できないため、別の理由ではありますが、やはりデータは決定的なものではありません。
トラピスト星系と今後の展望
過去数年間に関心を集めながらも、何らかの理由でデータが決定的なものになっていない惑星は他にもたくさんあります。例えば、私たちからわずか約40光年しか離れていないトラピスト星系です。その太陽は木星よりわずかに大きいだけの赤色矮星ですが、少なくとも7つの岩石惑星を持ち、そのうち3つはハビタブルゾーンにあると考えられています。
では、その星系がそれほど近く、それほど有望であるなら、なぜ天体物理学者たちはそこを調べないのでしょうか。それは、その赤色矮星が非常に小さいにもかかわらず、非常に活発だからです。小さいということは、ハビタブルゾーンが恒星に非常に近いことを意味し、活発であるということは、そこにある惑星が大気を持っているかどうかを突き止めることさえ非常に困難にしているのです。天体物理学者たちは何度も観測を試みてきましたが、良いデータを得ることはできていません。彼らは現在、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を用いた10回以上の追加観測を予定しているため、もしかしたら近いうちにもっと詳しいことが分かるかもしれません。
天体物理学者たちがハビタブルゾーンに発見した惑星は、これらの例以外にも存在します。有望に見えるものもあれば、そうでもないものもあります。私が感じるのは、全ての条件を満たし、バイオシグネチャーの重要性が十分に高い候補を見つけるのは、もはや時間の問題だということです。それはもう目に見えています。そして、このように考えているのは私だけではないと信じるに足る理由があります。
先日、Xでこんなコメントを見かけました。分光学を専門とする学術的な天体物理学者と話したところ、現時点ですでに太陽系外惑星の大気中におけるもっともらしいバイオシグネチャーが多数存在しており、もはや本当の疑いの余地はないものの、公式に認められるための証明基準がただ信じられないほど高いのだと語ってくれたそうです。これはまさに私の印象と同じです。
一方で、この分野の一部の人たちは最近、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡では、太陽系外惑星に生命の証拠があると宣言するために必要な有意水準に到達することは決してできないだろうと主張しています。もしかしたら彼らが正しいのかもしれませんが、私はそれがより大きな望遠鏡を要求するための単なる言い訳に過ぎないと思っています。必ずしも悪いことではありませんけどね。
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