NASAは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が、地球上では生命によってのみ生成される、遠い系外惑星の大気中の分子を検出した可能性があることを示唆した。
惑星 K2-18 b は、2019 年に天文学者らが大気中に水蒸気の潜在的な兆候を発見したと発表して以来、広範な研究の対象となっている。
私たちの太陽系から約 120 光年離れたしし座の赤色矮星の周りを周回しているこの惑星は、地球の 8.6 倍の質量があります。
同じデータを調べたその後の研究では、水蒸気が実際にはメタンである可能性が示唆されました。
現在、ジェームズ ウェッブ望遠鏡はさらに強力な照準を地球に向け、新しいデータの宝庫を提供しています。
メタンや二酸化炭素を含む炭素含有分子の存在が発見され、K2-18 bには水素が豊富な大気と水海で覆われた表面があるのではないかという憶測が高まっている。
これらの特徴は、生命が存在する可能性のある惑星の兆候である可能性があります。
人生のヒント?
ウェッブ氏の観測の中で、地球上では生命体によってのみ生成される硫化ジメチル（DMS）と呼ばれる分子が検出された可能性があった。
地球の大気中に見られる DMS の大部分は、海洋の微生物である植物プランクトンに由来します。
NASAは声明で、大気中のDMSの推論は他の調査結果に比べて「堅牢性が低く」、さらなる検証が必要だと述べた。
「今後のウェッブ観測により、DMSがK2-18 bの大気中にかなりのレベルで実際に存在するかどうかを確認できるはずです」と、ケンブリッジ大学の天文学者であり、これらの結果を発表した論文の筆頭著者であるニック・マドゥスダン氏は説明した。
しかし、宇宙機関は、大気中に検出された豊富なメタンと二酸化炭素、およびアンモニアの不足は、K2-18 b の水素が豊富な大気の下に水の海が存在する可能性があるという仮説を裏付けると述べた。 。
この惑星は、ハイセアン世界の一例であると考えられている。この惑星は、地球よりも大きいが、太陽系の巨大ガス惑星よりも小さく、液体の海と厚い窒素大気で覆われている。
私たちの太陽系には K2-18 b のような惑星は存在しないため、科学者たちはそれらが赤色矮星の周囲によくあると信じているにもかかわらず、ほとんど理解されていません。
天文学者の中には、ハイシア系惑星が生命の証拠を探すのに有望な環境である可能性があると考えている人もいます。
「私たちの発見は、他の場所で生命を探す際に、多様な居住可能な環境を考慮することの重要性を強調しています」とマドゥスダン氏は説明した。
「伝統的に、系外惑星での生命の探索は主に小さな岩石惑星に焦点を当ててきましたが、より大きなハイシアの世界は大気の観測に非常に適しています。」
ハビタブルゾーン系外惑星
天文学者が特に K2-18 b の研究に興味を持っているのは、K2-18 b が主星のハビタブルゾーン内にあること、つまり太陽から近すぎず遠すぎないことを意味するためです。
しかし、NASAは、その大気の見かけの組成とその星への近さにも関わらず、この惑星の大きさは、その内部には海王星のような高圧の氷の大きなマントルが含まれている可能性が高いことを意味していると警告している。海面。
宇宙機関によると、ハイシアの世界には水の海があると予測されているが、海が暑すぎて居住できないか、液体になっていない可能性もあるという。
「この種の惑星は私たちの太陽系には存在しませんが、亜海王星は銀河系でこれまで知られている最も一般的な種類の惑星です」とチームメンバーであるカーディフ大学のサブハジット・サーカー氏は説明した。
「私たちはこれまでにハビタブルゾーン亜海王星の最も詳細なスペクトルを取得し、これにより大気中に存在する分子を解明することができました。」
大気を測定する
系外惑星の潜在的な大気構成を研究することは困難な作業ですが、主星が惑星自体よりもはるかに明るいという事実によってさらに困難になります。
天文学者は、K2-18 b が大気を通過する際の親星からの光を観察することで、K2-18 b を分析することができました。惑星は恒星の前を通過するため、私たちの望遠鏡は、その際に生じる明るさの低下を検出することができます。
これは恒星の周りに惑星の存在を検出するための一般的な技術ですが、惑星の大気を通して輝く光、つまりジェームズ・ウェッブのような強力な望遠鏡で捉えることができる光にもつながります。
この光を研究することで、専門家は系外惑星の大気を構成するガスの一部を特定することができます。 「この結果は、ウェッブの拡張された波長範囲と前例のない感度のおかげでのみ可能になり、わずか 2 回の通過でスペクトル特徴の確実な検出が可能になりました」とマドゥスダン氏は述べています。
「比較のために言うと、ウェッブによる 1 回の通過観測は、数年にわたって比較的狭い波長範囲で実施されたハッブルによる 8 回の観測と同等の精度を提供しました。」
研究者らは、これはウェッブ氏の観察の始まりにすぎず、「今後さらに多くの観察が行われるだろう」と付け加えた。
彼らの結果が公表されましたAstrophysical Journal Letters に掲載されました。
研究チームは現在、望遠鏡のMIRI（中赤外計測器）分光器を使った追跡調査を実施する予定で、これにより研究結果がさらに検証され、K2-18 bの環境条件について新たな洞察が得られることを期待している。
