他の世界の雲の中の生命体を見つける方法

雲に覆われていると、ピクニックや望遠鏡で星を見るのには適しません。しかし、密な雲に覆われた系外惑星、あるいは完全な雲に覆われた系外惑星は、地球の外に生命の痕跡を探求する天文学者にとって役立つ可能性がある。

コーネル大学の研究者らは、地表上に浮かぶ雲の中に生息する多様でカラフルな微生物の最初の反射率スペクトル (色分けされたキー) を作成しました。天文学者たちは、これらの細菌が宇宙のどこかに存在し、望遠鏡で検出できるほど大量に存在するかどうかを知りません。地球上ではそうではありません。しかし現在、天文学者は私たちの世界の外の生命の探索にカラーキーを使用できるようになり、その表面や大気だけでなく、系外惑星の雲も生命の兆候を発見する有望な領域となっています。

「私たちの大気中には、カラフルな生体色素を生成する微生物の活気に満ちたコミュニティがあり、長年生物学者を魅了してきました」と宇宙生物学者は語った。 リギア・コエリョ51 ペガシ b 芸術科学大学 (A&S) の天文学研究員、カール セーガン研究所 (CSI) の研究員。 「天文学者はそれらについて知っておくべきだと思いました。」

コエリョは「」の研究を主導しました。雲の中の生命の色: 地球のような惑星上の生命を検出するための新しい特徴としての大気微生物の生体色素」、11月11日付けのAstrophysical Journal Lettersに掲載されました。

「地球の大気中でカラフルな生命を発見することで、他の惑星で生命を発見するというまったく新しい可能性が開かれました」と彼は述べた。 リサ・カルテネッガー、天文学の教授でありCSIディレクターであり、この研究の2番目の著者です。 「現在、系外惑星では空が雲で覆われている場合でも、私たちは生命を発見するチャンスがあります。雲は生命を私たちから隠してくれると思っていましたが、驚くべきことに、雲は私たちが生命を見つけるのに役立つ可能性があります。」

このスペクトルを使えば、天文学者は雲が密に覆われている、または雲が 100% ある系外惑星のバイオシグネチャを探すことができるだろうと彼女は言いました。

コエリョのスペクトルを生成したカラフルな微生物は地球の大気中ではまれであり、収集には専門的な作業が必要でした。彼女はフロリダ大学の共同研究者から 7 つを入手しました。フロリダ大学は、ラテックス探知気球を使用して、地上 21 ～ 29 キロメートルの成層圏の低高度から生物相を収集しました。

コエリョは、設備と専門知識を活用して文化を成長させました。 スティーブン・ジンダー、農学生命科学部微生物学の名誉教授、CSIフェロー。その後、彼女は別の CSI フェローの研究室でそれらの反射スペクトルを分析しました。 ビル・フィルポット、コーネルエンジニアリングの土木および環境工学の教授。

これらの細菌のスペクトルを知るだけで、生命を探索する新たな方法が開かれる、とコエリョ氏は語った。しかし、これらの微生物の色の特徴にはさらに多くの情報がエンコードされています。色素沈着は放射線、乾燥、極端な温度などの要素から生命体を保護するため、それらは微生物が生きている条件を示しています。コエリョ氏によると、バクテリアを含む多くの生命体は紫外線から身を守るために色素を生成しているが、地球の大気圏では紫外線が非常に必要なのだという。

研究者らは、起こり得る極端な現象をモデル化することで、雲の中にカラフルなバクテリアが広範囲に存在する曇った惑星は、バクテリアが存在しない惑星とは大きく異なって見えるため、カラフルなバクテリアが検出可能なバイオシグネチャーとなる可能性があると判断した。

観察者が発見できるほどの高密度で微生物が繁殖するには、湿潤な環境の惑星に微生物が生息する必要がある。そして望遠鏡の技術も追いつく必要があります。曇った世界で生命を探索できるということは、開発中の NASA の宇宙ベースのハビタブルワールド天文台や、チリで建設中で 2030 年代に科学観測を開始する予定のヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡の観測戦略など、将来の望遠鏡の設計に情報を与えています。

「生体色素は地球上で普遍的な性質を持っています。生体色素は、放射線、乾燥、資源不足などのストレスと闘うツールを私たちに与えてくれます。私たちは生体色素を生成し、細菌、古細菌、藻類、植物、その他の動物も同様に生成します」とコエリョ氏は語った。 「それらは強力な生体署名であり、私たちは遠い世界の雲を通して、それを探す新しい方法を発見しました。そして、生命がこのように見えるならば、私たちはついにそれを認識するツールを手に入れました。」

ケイト・ブラックウッドは芸術科学大学のライターです。