これまでに 4,000 を超える太陽系外惑星 (太陽以外の恒星を周回する惑星) が発見されているため、宇宙で私たちが孤独であるかどうかを突き止めようとしているように見えるかもしれません。残念ながら、これらの惑星についてはあまりわかっていません。ほとんどの場合、質量と半径だけです。
惑星が生命を宿すことができるかどうかを理解するには、さらに多くの情報が必要です。現時点で欠落している非常に重要な情報の 1 つは、それらの大気の存在、組成、および構造です。大気中の水、酸素、メタンの兆候はすべて、惑星が生命を維持している可能性があることを示しています。
今回、生命が存在する可能性のある太陽系外惑星の大気中の水蒸気を初めて検出することに成功しました。私たちの結果は Nature Astronomy に掲載されました .
惑星の大気は、惑星内部の状態を形成する上で重要な役割を果たしています。その構成、安定性、および構造はすべて、そこにいることがどのようなものかについての重要な手がかりを提供します。したがって、大気研究を通じて、私たちは惑星の歴史について学び、その居住可能性を調査し、最終的に生命の兆候を発見することができます.
系外惑星を調べるときに使用する主な方法は、トランジット分光法です。これには、惑星が主星の前を通過するときに星明かりを見ることが含まれます。恒星の光は、通過する際に、惑星の大気を通してフィルターにかけられます。光は、大気を構成する化合物に基づいて吸収または偏向されます。
したがって、大気は、私たちが観測しようとする恒星の光に特徴的な痕跡を残します。さらに分析することで、このフットプリントを水やメタンなどの既知の元素や分子と照合することができます。
現時点では、太陽系外惑星の大気の研究は限られています。この種の測定には非常に高い精度が必要であり、現在の機器ではその精度を実現できません。しかし、木星や海王星に似たガス惑星の大気中には、水からの分子の痕跡が見つかっています。小さな惑星ではこれまでに見られたことはありません – 今まで.
K2-18 b
K2-18 b は 2015 年に発見され、NASA のケプラー宇宙船によって発見された、地球と海王星の間の質量を持つ惑星である何百もの「スーパーアース」の 1 つです。これは、太陽よりもはるかに温度が低い、いわゆる「赤色矮星」星を周回する、地球の 8 倍の質量を持つ惑星です。
ただし、K2-18b はその星の「ハビタブル ゾーン」にあり、液体の水を維持するのに適切な温度を持っています。その質量と半径を考慮すると、K2-18 b はガス惑星ではありませんが、岩石の表面を持つ可能性が高くなります。
ハッブル宇宙望遠鏡から提供されたデータを使用して、トランジット分光法を使用して、この惑星によってフィルタリングされた星の光を分析するアルゴリズムを開発しました。
これにより、恒星のハビタブル ゾーン内にある非ガス惑星の周囲に水蒸気を含む大気を初めて検出することに成功しました。
系外惑星が居住可能であると定義されるためには、満たさなければならない要件の長いリストがあります。 1つは、惑星が水が液体の形で存在できるハビタブルゾーンにある必要があるということです。また、主星からの有害な放射線から地球を守るために、惑星には大気が必要です。
もう 1 つの重要な要素は、私たちが知っている生命にとって不可欠な水の存在です。大気中の酸素の存在など、居住可能性には他にも多くの基準がありますが、私たちの研究により、これまでのところK2-18bが最良の候補になりました。適切な温度、大気、水の存在という、居住に必要な 3 つの要件を満たす唯一の系外惑星です。
しかし、現在のデータでは、地球が生命を維持できる可能性が高いとは言えません。私たちのデータはスペクトルの領域に限定されています – これは、光が波長によってどのように分解されるかを示しています – ここでは水が支配的であるため、残念ながら他の分子は確認できません.
最初に?
James Webb Space Telescope や ARIEL 宇宙ミッションなどの次世代の望遠鏡を使用すると、K2-18 b の化学組成、雲の範囲、大気の構造に関するより多くの情報を見つけることができます。これは、それがどれほど住みやすいかを理解するのに役立ちます.
これらのミッションは、親星のハビタブル ゾーンにある他の岩体についても、同様の検出を容易にする可能性があります。
それは確かにエキサイティングです。 K2-18 b は 110 光年離れているため、小さなロボット プローブを使っても近い将来に訪れることのできる惑星ではありません。
興味深いことに、もっと近くにある同様の惑星が見つかるのはおそらく時間の問題です。したがって、私たちは結局宇宙で孤独なのかという古くからの疑問に答えようとしているのかもしれません.
- Angelos Tsiaras、物理学および天文学のリサーチ アソシエイト、UCL
この記事は、クリエイティブ コモンズ ライセンスに基づいて The Conversation から再発行されたものです。元の記事を読んでください。
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