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私たちの太陽系のエイリアンの生活:5 つの最高の場所

地球外生命体の痕跡を探して太陽系を徹底的に探し回ったと思うかもしれません。しかし、実際には、私たちが訪れた惑星や月についてさえ、まだわかっていないことがたくさんあります.

では、太陽系で地球外生命体を探している場合、どこから始めるのが最適でしょうか?

私たちが求めているのは、どのようなエイリアン ライフですか?

地球上のすべての生命には 3 つのものが必要です。遺伝情報を保存するための DNA と RNA。細胞の構造成分を作り、生化学反応を実行するためのタンパク質。細胞の外膜を構成する脂肪脂質分子。したがって、この化学システムが生物学で機能することはわかっていますが、他の世界で生命を探すときは、地球の例に目をつぶらないことが重要です。エイリアンの生命は私たちとは大きく異なる可能性があります.

化学の基礎に基づいて、太陽系の生命は有機 (炭素ベースの) 分子から構築される可能性が最も高く、溶媒として水を使用すると考えられています (おそらく、タイタンの生命は代わりにエタンを使用します)。したがって、他の世界に送信されるプローブ用に設計された機器は、DNA のような特定の化合物ではなく、複雑な有機分子全般を探します。

宇宙ミッションの仕事の多くは、他の惑星や月の環境がどのようなものか、または数十億年前のようなものか、そしてこれらの条件が生命にとって居住可能かどうかを理解しようとすることです.

地球上の生物の生存限界に関する私たちの理解は、極限環境生物の研究によって情報が与えられています。極限環境生物は、沸騰するような高温または凍えるほどの低温、または高い酸性度、または厳しいレベルの放射線、または塩分の多い環境の乾燥効果に耐える超丈夫な生物です。

一部の極限環境生物は、他の世界と同様の地球上の環境に住んでいます。たとえば、南極の氷床の下に埋もれているボストーク湖は、衛星エウロパやエンケラドゥスの表面下に生命が存在する可能性を教えてくれます。

地球上で最も丈夫な動物であるクマムシは、すべての主要な絶滅イベントを生き延び、体内の水分の 99% を失った後に生き返ることができ、真空と放射線にさらされても 10 日間生き残ることが知られています。

エイリアンの生命についてもっと読む:

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太陽系でエイリアンを探すのに最適な場所

金星

場所: 太陽から1億800万キロメートル

長所: 長い間海をかくまっていたかもしれません

短所: 地表は地獄のように熱く、濃硫酸の雲

計画されたミッション: DAVINCI+ (2026 年発売、未確認)

2020 年 9 月に、金星の大気中にホスフィンガスが発見されたという予想外の、そしてまだ説明のつかない発見についてのニュースを見逃したのは、遠く離れた惑星の岩の下に住んでいたに違いありません。

10 月までに、ホスフィンが本当に検出されたかどうかについていくつかの疑問が忍び寄りましたが、いずれにせよ、金星の大気でこれまで知られていなかった化学反応が起こっていることは間違いありません。おそらくそれは生化学でさえあるかもしれません – ホスフィンは金星生命の明白な特徴でしょうか?

少なくとも宇宙生物学者にとっての金星の問題は、それが本当に地獄のような世界だということです。地球は非常に濃い二酸化炭素の大気に覆われており、強力な温室効果を生み出しています。表面温度は 460°C を超えています:鉛が溶けるほどの熱さです。

標高が高くなるにつれて気温は低くなり (地球上の登山者が経験するのと同じように)、約 55 km までは気温と気圧は地球の表面に似ています:T シャツの天気です。しかし、ここの雲を構成する水滴は濃硫酸であり、地球上で知られているどんな丈夫な生命体よりもはるかに極端です.

おそらく、金星の生命は、もし存在するとすれば、私たち弱虫な地球人よりもはるかに高い酸性度に耐えるように進化し、惑星が暴走する温室効果を受ける前に、太古の海から雲の層に移動した.

しかし、金星の空中生物圏に生命が存在する見込みがどれほどありそうにないとしても、この発見は確実に金星のさらなる探査への関心をかき立てました。幸いなことに、NASA のディスカバリー プログラムで検討中のミッションが既にあります。

DAVINCI+ は 2020 年の初めに候補に挙がり、選ばれた場合は 2026 年 5 月に打ち上げられる可能性があります。このミッションでは、金星の大気に探査機を放出し、パラシュートで落下する際に高感度の分光計で測定を行います。

NASA ゴダード宇宙飛行センターの宇宙科学者である Melissa Trainer 博士は、DAVINCI+ の提案を支援しました。 「最終的に、雲頂から地表近くまでの大気中のガスの混合を明確に把握することができます」と彼女は言います。

たとえば、DAVINCI+ は大気中の水蒸気の詳細な測定を行うので、うまくいけば、惑星がその歴史の中でどれだけの水を失ったか、そして広大な海をどれくらいの期間所有していたかが明らかになるでしょう。運が良ければ、ホスフィンの謎に迫ることができます。

「私たちの姉妹惑星である金星に今すぐ戻って、その大気で何が起こっているかを解読できるように、適切な測定ツールを持っていくことが急務だと思います」とトレーナーは言います。

火星

場所: 太陽から2億2800万キロメートル

長所: 古代の液体の水、有機分子、エネルギー源の広範な証拠

短所: 極寒で乾燥した路面

計画されたミッション: Tianwen-1、Al Hamal、Perseverance (途中);ロザリンド・フランクリン (2022 年発売)

19 世紀の天文学者の中には、火星の表面を十字に横断する運河が見えると確信していた人もいるかもしれませんが、1960 年代にフライバイ プローブを使用して火星を初めてクローズアップしたところ、火星の表面が凍結乾燥した砂漠であることが明らかになりました。 .

火星は大気が薄いため、非常に寒いです。液体の水はその表面の大部分で安定しておらず、太陽からの紫外線も浴びています。

しかし、火星は常にこのように住みにくい場所ではありませんでした。太古の川の谷、三角州、湖、さらには北半球に広がる可能性のある海の痕跡が広範囲に見られます。これは、原始火星がより暖かく湿っていることを示しています。地球の歴史のこの最も初期の段階で生命が始まったのでしょうか?これらの微生物の「バイオシグネチャー」は堆積物に保存されたままであるのでしょうか?

火星に生命が存在する可能性に関心のある科学者は、ここ地球の極端な環境を調査し、どのような種類の微生物が生き残ることができるかを調査しています。 Claire Cousins 博士は、セント アンドリュース大学の宇宙生物学者です。

「地球上で火星とまったく同じ場所はありませんが、比較に値するほどの類似点がある場所があります」と彼女は言います。 「今日の完全に乾燥した火星の表面がどのようなものかを知りたい場合は、チリのアタカマ砂漠に行くことができます。あるいは、約 30 億年から 40 億年前の火星初期の環境を理解するために、アイスランドのような火山活動が活発な場所を研究することもできます。」

火星は、かつて生命の居住環境を提供していたように見えるだけでなく、私たちの惑星の隣人であるため、ロボット探査機で比較的簡単に到達して探索することができます。 2020 年 7 月には、少なくとも 3 つの別々のミッションが火星に打ち上げられました。中国の Tianwen-1 オービターとローバー、アラブ首長国連邦の Al Amal オービター、NASA の最新の自動車サイズのローバー Perseverance です。

2022 年に打ち上げウィンドウが開くと、欧州宇宙機関 (ESA) とロシアの Roscosmos は、独自のバイオシグネチャ ハンティング ロボット、ExoMars ローバー Rosalind Franklin を送信します。

Cousins は、ExoMars のカメラ チームのメンバーでもあります。 「火星に向かう次のローバーは、火星の岩石の化学的性質を信じられないほど詳細に調査するでしょう。数十億年前に生きていた小さな微視的な生命の証拠を見つけようとしているので、これは重要です - 簡単ではありません!」彼女は言います。

「その間ずっと保存されてきた微生物によって残された微量の有機物を探します。」

エンケラドゥス

場所: 土星系;太陽から14億キロ

長所: 地下海、有機化学、エネルギー源

短所: 氷殻の下に封印

計画されたミッション: 現在選択されていません

土星の衛星の 1 つであるエンケラドゥスは、世界の小さな雪玉です。その直径は、ロンドンとエジンバラの間で快適に収まり、その微小な重力は意味のある大気に固執することができず、その表面は固く凍った氷です。 2005 年の驚きの発見まで、宇宙生物学者はそのことを少しも考えませんでした。

探査機カッシーニは、月の南極近くの断裂がきらめく水氷の間欠泉を宇宙に噴き出していることを確認しました。時間が経つにつれて、これらの氷の結晶が噴出し、土星の周りに E リングが形成されました。これらは、月の氷の地殻の下にある大量の液体の水から噴出されていると考えられています。

この驚くべき発見の後、カッシーニはエンケラドスの表面を低く滑空し、これらの拡散するウォーター ジェットにまっすぐ突入して、その組成を分析するように命じられました。噴水には、ナトリウムとシリカが豊富な砂粒が含まれていることが判明しました。エンケラドゥスの海は塩分が多く、ミネラルを溶解するために水が月の岩のコアと接触している必要があるため、これは重要です.

カッシーニは、ホルムアルデヒドやアセチレンなどの単純な有機化合物だけでなく、いくつかのより大きな分子も検出しました。これらは生命の兆候ではありませんが、生物学の発展において重要であると考えられている一種の前駆体化学です.

その後、2017 年 4 月、土星の破壊的な大気への劇的な突入でミッションが終了する直前に、カッシーニ チームはエンケラドスの海底で熱水活動の可能性を発見したと発表しました。

熱水噴出孔は、地球の海の暗い深さで微生物の生命のためのオアシスを形成し、エンケラドゥスのプルームで検出された水素ガスは生命の利用可能な食料源です。地球上では、特定の微生物が、水素と二酸化炭素を組み合わせて必要なエネルギーを得て、その過程でメタンを生成します。

したがって、エンケラドゥスは、液体の水、有機化合物、エネルギー源など、生命に適した居住環境を提供するために必要なすべての条件を満たしているようです。

近年、より詳しく調べるためのいくつかのロボットミッションが提案されています。 Enceladus Life Finder (ELF) と Enceladus Life Signatures and Habitability (ELSAH) ミッションはどちらも NASA の New Frontiers Program の最新ラウンドに提案されましたが、Dragonfly に敗れました。

Explorer of Enceladus and Titan (E2T) は、ESA と NASA の共同ミッションとして提案されましたが、2018 年 5 月に ESA の Cosmic Vision プログラムの最新ラウンドの最終選考に残りませんでした。宇宙ミッションへの資金提供をめぐる競争は熾烈ですが、エンケラドゥスには十分な興奮があり、私たちはすぐにそこに戻るでしょう.

地球外生命体について詳しく読む:

  • エイリアンとの接触:地球外言語の簡単な歴史
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ヨーロッパ

地球からの距離: 木星系;太陽から7億7800万キロメートル

長所: 地下海、有機化学の可能性、エネルギー源の可能性

短所: 氷殻の下に封印

計画されたミッション: JUICE (2022 年発売)、Europa Clipper (2024 年発売)

宇宙探査機は、木星の衛星の 1 つであるエウロパの表面が比較的新鮮で若いことを明らかにしました。月が地質学的に活発であることを意味する衝突クレーターがほとんどありません。エウロパは、月の表面が木星の強力な重力によって引き伸ばされ、曲げられているところから、長い亀裂が交差しています。

ガリレオ探査機はまた、月が木星の磁場を歪めていることに気付きました。これは、磁場が導電性物質によってエウロパ内に作られていることを意味していました.エウロパの表面の下にある塩水の海が理想的な候補です.

宇宙の寒さにさらされて再び急速に凍結する前に、この海が溶けて地表まで溶けて氷山が崩壊した可能性がある地域さえあるようです.したがって、エウロパの潜在的な居住可能性に関しては、液体の水の巨大な地下海が存在することがわかっています。

しかし、それが私たちが確信できるすべてです。海の上の氷殻の厚さ、そこにある有機化学、海底で熱水活動があるかどうか、海水の pH や塩分が生命に適しているかどうかはわかりません。

この海が居住可能である場合、エウロパは火星 (現在は非常に寒く乾燥している) よりも地球外生命体が今日生き残る可能性がはるかに高くなりますが、月をロボット探査機で探査するのは困難です.

エウロパは火星や金星よりもはるかに遠く、木星の強烈な放射線帯内を周回しており、月にはパラシュートで地表に降りるための大気がありません。また、丈夫な探査機を安全にエウロパの表面に降ろすことができたとしても、地下の海に到達するには、岩のように固い氷を何キロメートルも掘削または溶かす必要があるかもしれません。

いくつかの点で、エンケラドゥスは生命を確認するのがはるかに簡単です。なぜなら、エンケラドスは私たちのために海水を宇宙に都合よく噴出しているからです。探査機は、分析のために地球にループバックする前に、この水プルームを急降下してサンプルを収集することができます。しかし、ハッブル宇宙望遠鏡が月の南極付近から噴出する水プルームのように見えるものを発見した後、エウロパには希望があります。

ESA の木星氷衛星探査機 (JUICE) は 2022 年に打ち上げられますが、エウロパのフライバイは 2 回しか行われませんが、NASA のエウロパ クリッパーは月を複数回通過し、2024 年に打ち上げられる予定です。 2025 年に出現し、表面の氷を 10 cm すくって生命の兆候をテストできるようになります。

タイタン

地球からの距離: 土星系;太陽から14億キロ

長所: 地質学的に活性な有機化学

短所: 非常に冷たい液体炭化水素

計画されたミッション: Dragonfly (2027 年発売)

土星の最大の月であるタイタンは巨大で、水星よりも大きいです。 ESA のホイヘンス降下探査機が 2005 年にタイタンのかすんだオレンジ色の大気の中をパラシュートで降下したとき、起伏のある丘、川の谷のネットワーク、地面に散らばった滑らかな小石のある風景を発見しました。

その後、カッシーニ探査機からのフライバイにより、月の北極付近に大きな湖と雨の兆候が発見されました。タイタンはずぶ濡れで、原始地球の生命の起源に重要であったと考えられている単純な有機化学で窒息しています。これは、地球外生物学をホストするための確実な勝者でしょうか?

タイタンの問題は、本当に寒いことです。太陽から地球の 9 倍離れた土星を周回しているため、太陽からの温暖化の量は約 1% しかありません。表面は麻痺する-180°Cであり、タイタンの川と湖は液体の水ではなく、メタンやエタンのような液体の炭化水素で揺れています.これは、地表の生命は水ベースではなくエタンベースでなければならず、DNA のような分子は機能しないことを意味します。タイタンの生命体は本当に異星人です。

宇宙生物学者はタイタンに戻ることを熱望しています。 6 月、NASA は、そのニュー フロンティア プログラムによって資金提供される最新のミッションとして、Dragonfly を選択しました。 Dragonfly は真に革新的な取り組みです。他の惑星探査機では静止着陸機やローバーを使って地表をゆっくりと移動しますが、Dragonfly はオクトコプター ドローンです。

タイタンの低重力と厚い大気の組み合わせは、空中探査に適しており、機体は時速 30 km 以上で飛行し、垂直に離着陸できるため、興味のある場所を正確に特定する前例のない能力が得られます。

トレーナーは、このミッションの副主任調査官でもあります。 「Dragonfly は生命を検出するミッションではありませんが、この環境でプレバイオティクス化学がどこまで進歩したかについて、本当に根本的な疑問を追及しています。何百万年もの化学合成の産物を特徴付け、生物学的に関連する分子を検索します。」

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太陽系外の生命

太陽系には生命を宿す可能性のある惑星や月がいくつかありますが、私たちの銀河系には他にも非常に多くの惑星系があります.

1990 年代初頭以来、天文学者は 4,300 を超える系外惑星 (太陽系外の惑星) を発見しており、天の川銀河には 1,000 億以上あると推定する人もいます。エウロパやエンケラドゥスのような衛星は生物圏を支えている可能性がありますが、氷の殻の下に閉じ込められた海では見分けるのは困難です.

したがって、太陽系以外の生命を考えるとき、宇宙生物学者はほとんどの場合、より地球に似た惑星を検討します。大型望遠鏡は系外惑星の大気組成を遠隔で読み取ることができ、酸素などのガスの存在を確認できれば、そこに生命が存在することを推測できます。

「ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡が 2021 年 10 月に打ち上げられると、バイオシグネチャーを検出する最初のチャンスが得られますが、居住可能な惑星はほんの一握りしか確認できません」オックスフォード大学

そして、彼女はどの惑星が最良の候補であると考えていますか? 「TRAPPIST システムは、その星からさまざまな距離に一連の 7 つの地球サイズの惑星があるため、探索する素晴らしいシステムになると思います。」

  • この記事は、BBC Science Focus Magazine の第 357 号に最初に掲載されました – 購読方法はこちら

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