ハッブル宇宙望遠鏡、TRAPPIST-1惑星に水が存在する可能性を示唆
アラン・ボイル著
わずか40光年離れた矮星「TRAPPIST-1」の周りを回る地球サイズの惑星の中には、液体の水が存在するものがあるのだろうか？ハッブル宇宙望遠鏡による新たな発見は、宇宙生物学者にさらなる希望を与えている。
トラピスト1の7つの惑星は、単一の惑星系に存在する地球規模の惑星の最大の集合体であるため、2月にセンセーションを巻き起こしました。さらに、e、f、gの3つの惑星は、科学者によると液体の水が存在できる軌道領域に位置しています。
これは私たちが知る生命にとって重要な条件であると考えられており、そのためこの領域はTRAPPIST-1の「生命居住可能領域」として知られています。
しかし、本当に水は存在するのでしょうか？この疑問を解明するため、天文学者たちはハッブル宇宙望遠鏡を用いて、惑星が受ける紫外線の量と、それが大気にどのような影響を与えているかを研究しました。
「紫外線は惑星の大気の進化において重要な要素です」と、スイスのジュネーブ大学天文台の天文学者、ヴァンサン・ブリエ氏は本日のニュースリリースで説明した。「私たちの大気圏でも紫外線が分子を分解するのと同じように、太陽系外惑星の大気でも紫外線が水蒸気を水素と酸素に分解するのです。」
紫外線によって H 2 O が分解された後、水素分子と酸素分子の一部は、よりエネルギーの高い紫外線と X 線によって大気中から除去されるはずです。
ブーリエ氏とその同僚たちは、ハッブル宇宙望遠鏡の撮像分光器から得られたデータを分析し、TRAPPIST-1惑星を取り囲む水素の兆候を探した。その結果は決定的なものにはならなかったが、恒星の紫外線放射の強度の変化を測定することに成功した。
研究者らはこれらの測定値をコンピューターモデルに組み込んだところ、過去80億年の間に大量の水蒸気が分解されたはずであることが示唆された。
「期待はまだ大きい」
天文学ジャーナルに掲載された論文で、研究者たちは、最も内側の惑星は地球の海の20倍もの水を失った可能性があると述べています。より外側の惑星は、地球の海3つ分以上の水しか失っていないはずです。
e、f、g などの惑星は、表面と内部にまだ水を保持している可能性があります。
「居住可能性という点では、これはまだ期待が高まっていると言える前向きな一歩です」と、MITの惑星科学者で本研究の共著者であるジュリアン・デ・ウィット氏はニュースリリースで述べた。「この研究は、これらの外惑星のいくつかは、形成中に十分な量の水が蓄積されていれば、ある程度の水を保持できた可能性があるという結論を示しています。しかし、まだ見つかっていない水の兆候を実際に確認するためには、より多くの情報を集める必要があります。」
研究チームは、惑星が太陽面を通過する際にTRAPPIST-1恒星の上を通過するはずの水素の雲を探すため、ハッブル宇宙望遠鏡による別の観測を計画している。
生命のために紫外線を
偶然にも、『アストロフィジカル・ジャーナル』に掲載された別の研究では、紫外線がリボ核酸（RNA）を生成する化学反応を促進し、地球上の生命の出現に重要な役割を果たした可能性があることが示唆されている。
これは、他の惑星系でも生命を誕生させるためには、多すぎず少なすぎず、ある一定レベルの紫外線が必要である可能性があることを示唆している。
「薪と焚き付けがあって火をつけたいのに、マッチがないようなものです」と、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの天文学者で、論文の筆頭著者であるスクリット・ランジャン氏はニュースリリースで述べた。「私たちの研究は、適切な量の紫外線が、私たちが知る生命体に火をつけるマッチの一つになる可能性があることを示しています。」
Bourrier 氏と de Wit 氏に加え、「TRAPPIST-1 系外惑星の高エネルギー放射線と水分量の時間的変化」の著者には、E. Bolmont、V. Stamenkovic、PJ Wheatley、AJ Burgasser、L. Delrez、B.-O. Demory、D. Ehrenreich、M. Gillon、E. Jehin、J. Leconte、SM Lederer、N. Lewis、AHMJ Triaud、V. van Grootel 氏が含まれます。
「M型矮星を周回する惑星の表面紫外線環境：生命誕生前化学への影響と実験的フォローアップの必要性」の著者には、ランジャン氏のほか、ロビン・ワーズワース氏とディミタル・サセロフ氏もいます。
