科学者らがエンケラドゥスにリン酸塩を発見、土星の衛星に生命が存在する可能性が高まった

私たちが知る生命にとって必須の成分であるリンが、土星の氷に覆われた衛星エンケラドゥスにまで遡る水サンプルで初めて検出された。

本日ネイチャー誌に報告されたこの発見は、エンケラドゥスの氷に覆われた海、そしておそらく太陽系の他の場所の同様の環境にも生命が潜んでいる可能性があるという説をさらに裏付けるものだ。

リン含有化合物（リン酸）は、DNAとRNA分子の分子骨格を形成します。アデノシン三リン酸（ATP）は、生細胞のエネルギー源として機能します。この研究は、地球外の海にリン酸が存在することを初めて明らかにした研究です。Nature誌に掲載された論文によると、エンケラドゥスの隠された海のリン酸濃度は、地球の海の数百倍、あるいは数千倍も高い可能性があると示唆されています。

「エンケラドゥスの海で容易に利用できるような高濃度のリン酸塩を判定することで、天体が居住可能かどうかを判断する上で一般的に最も厳しい条件の一つと考えられているものを満たした」と、ワシントン大学の博士研究員で本研究の共著者であるファビアン・クレナー氏はニュースリリースで述べた。

この研究チームは、ベルリン自由大学の惑星科学者フランク・ポストバーグ氏が率いています。クレナー氏はベルリン自由大学在学中にこのプロジェクトに参加し、5月にワシントン大学で研究を始めました。

10年以上前、NASAの土星探査機カッシーニが収集したデータから、エンケラドゥスの表面の割れ目から水が噴出していること、そして氷の粒子が土星のかすかなE環に向かって移動していることが確認されました。カッシーニの宇宙塵分析装置はエンケラドゥスから噴出する水滴を採取しましたが、リンの存在は検出されませんでした。

「これまでの地球化学モデルでは、エンケラドゥスの海に大量のリン酸塩が含まれているかどうかという点については意見が分かれていた」とポストバーグ氏は述べた。

この疑問に新たな視点から答えるため、ポストバーグ氏と彼の同僚は、Eリングの物質に焦点を当てた宇宙塵分析装置による一連の測定値を調べた。

「私たちが調べたEリングのデータは、エンケラドゥスへの数回のフライバイのデータと比べて、より良い統計情報を提供してくれます」とクレナー氏は電子メールでのやり取りで説明した。「リンは、炭素、水素、窒素、酸素、リン、硫黄という生体必須元素の中で最も量が少ないため、見つけるのが難しいのです。」

クレナー氏は、カッシーニ探査機の検出器に衝突した水の氷の粒子によって生成されたデータを模倣する実験を準備した。彼は様々な化学組成と濃度を試し、カッシーニが記録した化学的特徴と一致する測定値を導き出そうとした。

「様々なリン酸溶液を調製し、測定を行った結果、まさに的を射た結果となりました」とクレナー氏は語った。「これは宇宙からのデータと完全に一致しました。」

クレナー氏は、氷粒にリン酸塩が含まれているのは「月の海底での水と岩石の相互作用による」と述べた。

「地球化学実験とモデリングを通じて、高濃度のリン酸塩は、アルカリ性pHの炭酸塩に富んだ流体（エンケラドゥスの海）と、変化していない炭素質コンドライト岩石（エンケラドゥスの岩石核）との相互作用から生じる必然的な結果であることを論文で示しています」と彼は電子メールで述べた。

エンケラドゥスは、隠された海が存在すると考えられている唯一の氷惑星ではありません。科学者によると、木星の氷に覆われた衛星エウロパには、地球の海の最大10倍の深さの海があるようです。地下海が存在する可能性のある他の氷天体には、木星の他の2つの衛星ガニメデとカリスト、土星のスモッグに覆われた衛星タイタン、そして準惑星のケレスと冥王星などがあります。

ロボット宇宙探査ミッションは、地球外の海の組成や居住可能性について、より深い知見をもたらす可能性があります。NASAのエウロパ・クリッパーと欧州宇宙機関（ESA）のジュース・ミッションは、木星の氷の衛星を詳しく調査し、NASAのドラゴンフライ・ミッションはタイタンを探査します。

エンケラドゥスは将来の無人探査機の探査リストにはまだ載っていないが、エンケラドゥス・オービランダー、ムーンレイカー、ブレイクスルー・エンケラドゥスなど、いくつかのミッション構想が提案されている。

ポストバーグ氏は、エンケラドゥスに関する究極の疑問にはまだ答えが出ていないと述べた。

「エンケラドゥスが居住可能な場所であることは分かっていますが、実際に人が住んでいるかどうかは全く分かりません」と彼はGeekWireへのメールで述べた。「それを明らかにするには新たなミッションが必要です。」

Nature に掲載された論文「エンケラドゥスの海洋からのリン酸塩の検出」の著者には、Postberg 氏と Klenner 氏に加えて、関根康仁氏、Christopher Glein、Zou Zenghui、Bernd Abel、古谷健人、Jon Hillier、Nozair Khawaja、Sascha Kempf、Lenz Noelle、斉藤拓也氏、Juergen Schmidt、渋谷貴造氏、Ralf Srama 氏、Shuya 氏が含まれます。たん。この研究は、昨年12月にシカゴで開催された米国地球物理学連合の会合で発表の主題となった。