私たちの太陽系で生命が存在する可能性が最も高い6つの衛星

Sep 02, 2023

木星、土星、海王星の衛星には大量の液体の水が存在する可能性があり、そこでも生命が可能になっている

2005年、土星を訪れたカッシーニ探査機は、技術者たちが予期していなかったもの、つまり、氷に覆われた土星の小さな衛星エンケラドゥスの表面の亀裂を通して、時速1,290キロメートルで宇宙に噴霧される微細な水の霧の中を飛行した。 カッシーニは水をサンプリングするように設計されていませんでしたが、この発見は科学者たちに太陽系外縁部の氷の衛星への新たなミッションを開発するきっかけを与えました。 これらの世界のうち少なくとも 6 つ（土星を周回する 2 つ、木星を周回する 3 つ、海王星を周回する 1 つ）には、下の暖かい惑星核と上の氷の地殻の間に挟まれた水の海が存在する可能性があります。

「私たちが知っているように」地球上では、水は生命に必要です。 私たちが半世紀にわたって探索してきた火星の砂丘以外に、宇宙生物学者は現在、外惑星の氷の衛星が太陽系で生命を探すのに最適な場所のいくつかであると考えています。

JUICEという愛称を持つ欧州宇宙機関の木星氷衛星探査機は、巨大ガス惑星とその衛星エウロパ、カリスト、ガニメデに向けて4月に打ち上げられる予定だった。 2024年に打ち上げ予定のJUICEとNASAの木星とヨーロッパへのヨーロッパクリッパーミッションは、太陽系外縁部に対する私たちの理解を変えることになるだろう。 氷の衛星は、17 世紀に天文学者が発見したときと同じように、私たちの宇宙観を書き換えるかもしれません。

ウッズホール海洋研究所の海洋学者クリス・ジャーマン氏は、「太陽系の外側にはおそらく液体の水の海を持つ可能性のある衛星がたくさんあり、その一部は底部で地熱と水と岩石の相互作用がある可能性がある」と語る。 NASA が資金提供する Network for Ocean Worlds (NOW) と呼ばれる取り組みを共同主導しています。 なぜそれらの特性が重要なのでしょうか? 「私たちの地球上でそれらが存在する場所はどこでも、微生物の生命によって定着します」とジャーマン氏は言う。

エウロパとエンケラドゥスの半凍った泥の中、ガニメデの地下塩水の海、タイタンのメタン川とエタン川の下、そしておそらくは準惑星ケレスと冥王星の最も深いクレーターにある塩水の中で生命が繁栄する可能性がある。 NASAジェット推進研究所の宇宙生物学者マイク・マラスカ氏によると、海洋世界の氷の殻には液体の水で満たされた細孔があり、おそらく微生物も含まれている可能性があるという。

グリーンランドの氷床の約2.5キロメートルに位置し、圧力条件はエウロパのような衛星の氷層の上部に似ており、そこでの微生物濃度はスプーン一杯のヨーグルトに匹敵する。 ドイツ人が発見したような深海の火山噴出孔が地球上の極限環境生物にエネルギーを提供するのと同じように、化学相互作用や地質活動がこれらの生命体にエネルギーを提供する可能性がある。 JPLの宇宙生物学者スティーブ・ヴァンス氏は、「地球上の生命の起源についてのシナリオを選べば、それはエウロパでも起こった可能性がある」と語る。 研究者は、地球上の極端な生命体を研究するための技術を使用することで、容易に生物を発見できるかもしれません。

NOW は、ウッズホール、サウスウェスト研究所、砂漠研究所、スタンフォード大学の科学者によって主導されています。 宇宙生物学者と海洋学者が生物学的存在の探索に集まることを目的として、8月に初の共同リトリートを開催する予定だ。 共同リーダーで砂漠研究所の微生物生態学者であるアリソン・マレー氏は、ヴィダ湖と呼ばれる凍った超塩分を含んだ南極の湖を研究しているときに、初めて宇宙人の衛星の生命について考えた。 彼女は、太陽系全体の環境を理解するには、地球の水環境での経験が不可欠であると述べています。 「私たちは実際に、今日生命が存在していると思われる場所に行くつもりです」とマレー氏は言う。 「そこで生命が進化したのでしょうか？生命はそこに行きましたか？」 それを知るには、さらに深く調べる必要があります。

ガリレオ宇宙船は、エウロパが160キロメートルの宇宙に薄い水柱を噴出させている可能性があることを発見した。 また、木星の磁場が電流を誘導し、球内に塩分を含んだ液体の水が存在することを示していることも判明した。 エウロパは太陽系で最も滑らかな天体であり、その表面が地球以外のほとんどの世界よりも内部プロセスによって頻繁に作り直されていることを示唆しています。

私たちの太陽系最大の衛星には、岩石、水、そして珍しい高圧の氷の層が含まれている可能性があります。 岩石と水の相互作用は、地球上の微生物の多様性の基礎です。 ガニメデは、地球上に似たオーロラを引き起こす独自の磁場を持つ唯一の既知の衛星です。 木星の磁場が変動するとオーロラが揺れますが、これは大きな塩水の海があることの部分的な証拠です。

カリストは木星の衛星の中で最も密度が低いです。 幸運なことに、木星の強烈な放射線帯を超えて、惑星から 180 万キロ離れた軌道を周回しています。 この距離では木星の重力場が弱くなるため、カリストは伴衛星よりも潮汐摩擦が少なくなります。 月の表面にクレーターが多くあることは、月がその形成以来地質学的に活動していないことを示唆しているため、原始太陽系の記録が保存されている可能性がある。

小さなエンケラドゥスは、太陽系で最も反射率の高い天体です。 外殻から出る霧の柱が凍って地表に落ち、雪のように白く保たれます。 エウロパのように滑らかで、今日も地質学的に活動している証拠です。 この霧は土星の 2 番目に外側のバンドである E リングを生成するため、このバンドのサンプリングはエンケラドゥスの推定海洋をサンプリングし、有機分子、アミノ酸、その他の生命の成分を探す方法となります。

カッシーニは、広大な平原と峡谷を持つ地球に最も似た異世界、タイタンに着陸船を投下した。 それは氷粒でできた平原に定住し、巨大な炭化水素湖の証拠を発見した。 タイタンの濃い大気は地球と同様に窒素がほとんどですが、酸素が不足しています。 液体のメタンとエタンが豊富に存在し、月の霞んだオレンジ色の色合いを作り出しています。 この化合物には地球上の水と同じような循環サイクルがあり、メタンベースの生命を支えている可能性がある。

海王星の最大の衛星は逆行運動で公転しており、遠く離れた小惑星の環である氷のカイパーベルトから捉えられた可能性が最も高い。 月の軌道の恐ろしい変化はおそらく月を加熱し、おそらく地殻の下の地球の海洋を温めるのに十分だろう。 太陽からの季節的な加熱により、たとえ 45 億キロ離れた月であっても、月はほんのわずかに暖められます。

この記事はもともと「Alien Oceans」というタイトルで Scientific American 328、5、37-41 (2023 年 5 月) に掲載されました。

土井:10.1038/scientificamerican0523-37

ガリレオミッション。トーレンス・V・ジョンソン。 1995 年 12 月。

レベッカ・ボイル受賞歴のあるコロラド州のフリージャーナリストです。 彼女の近刊予定の著書『Our Moon: How Earth's Celestial Companion Transformed the Plant, Guided Evolution, and Made Us Who We Are』（ランダムハウス）は、歴史を通じて地球と衛星の関係を探求する予定です。 クレジット: ニック・ヒギンズ

ジョン・ベラスコ受賞歴のある情報デザイン スタジオ 5W Infographic (www.5wgraphics.com) の創設者です。 彼はナショナル ジオグラフィックとニューヨーク タイムズの元アート ディレクターです。 クレジット: ニック・ヒギンズ

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