新しい発見は月エンケラドゥスに生命が存在する可能性を裏付ける

土星の衛星を10年以上探査し、2017年9月に最終的に大気圏で崩壊したNASAの歴史的なカッシーニ計画のデータのおかげで得られた新たな発見は、エンケラドゥスがよく知られ活動している南極だけでなく、活動が停止していると考えられていた北極からも大幅に熱を失っていることを初めて証明した。この発見は、この小さな世界の居住可能性に関する理論の決定的な裏付けを表しています。

実際、これまで科学者らは、熱損失は南極の地域に限定されており、そこから水蒸気と氷の粒子の壮観な噴流が有名な「タイガーストライプ」、つまり地下水の流出を可能にする凍った表面の深い亀裂を通って放出されると考えていた。

アクティブで「生きた」世界

新しい発見がもたらす影響は非常に大きい。エンケラドゥスが単純な氷の球である受動体である場合、放出する熱量は非常に少なく、海は凍ってしまうでしょう。しかし、月が予想よりもはるかに多くの熱を放出していることの発見は、私たちが地質学的に活動的な世界に直面していることの明白な兆候です。

エンケラドゥスは太陽から遠すぎるため、太陽から受け取る熱が足りず、液体の水が存在できません。しかし、この奇跡を起こすことができるエネルギー源は太陽だけではありません。エンケラドゥスの「秘密」は「潮汐加熱」にある。土星の強力な重力は、衛星がその周りを周回する際に実際に伸縮し、激しい内部摩擦を生成します。これは、地球規模で言えば、冬に手をこすって体を温めることと同じです。それは、エンケラドゥスの岩と氷の内部の絶え間ない変形によって生成される摩擦、エネルギーであり、熱の形で消散され、水の存在を可能にします。

研究者らは、カッシーニ探査機の複合赤外分光計（CIRS）のデータを使用し、2005年の冬と10年後の2015年の夏の北極観測を比較した。予想される表面温度をモデル化し、実際の測定値と比較することで、科学者らは北極の表面が太陽熱だけから予想されるよりも約7ケルビン高いことを発見した。この違いは、下の海から氷の地殻を通して浸透する熱によってのみ説明できます。

測定された熱流束 46 ミリワット/平方メートル (mW/m²) は小さいように思えるかもしれませんが、これは地球の大陸地殻の単位面積あたりの熱損失の 3 分の 2 に匹敵します。南極（亀裂がより顕著に見られる）から逃げる熱を含む、月全体から放射される伝導熱を加えると、エンケラドゥスの総熱損失は54ギガワット（GW）に達し、これは6,600万枚以上の530Wソーラーパネル、または10,500台の3.4MW風力タービンによって生成されるエネルギーとほぼ同じ量である。このような小さな衛星としては驚くべきパワーです。

人生のバランス

科学者たちが興奮しているのはまさにその54GWという数字である。理論モデルによれば、土星の潮汐加熱が生成しているはずのエネルギーとほぼ完全に一致していることが判明したからだ。言い換えれば、生成されるエネルギーと失われるエネルギーの間にはバランスがあり、ほぼ完璧なバランスが保たれています。

この研究の共著者であるカーリー・ハウエット氏は、「この新しい結果が、生命の発達にとって重要な要素であるエンセラダスの長期的な持続可能性を裏付けるものであることは、本当に興味深いことです。」と述べています。実際、生成されるエネルギーが少なすぎると、海は凍ってしまいます。それが高すぎると、地質活動が過剰になり、環境が大きく変化します。しかし、研究者らによって発見されたバランスは、エンケラドゥスの海が数十億年の地質学的時間スケールにわたって液体で安定した状態を維持できることを示唆しており、生命が発生した場合に発達する時間が十分にある「進化の窓」を提供する。

手がかりは蓄積されていく

最近新たな研究で確認された海の安定性は、長年にわたってエンケラドゥスを地球外生命体発見競争の先頭に立ってきた一連のこれまでの発見に加わるものである。潜在的に居住可能な世界を定義するとき、科学者は 3 つの基本的な柱、つまり液体の水、エネルギー源、そして必須の化学構成要素の存在を探します。そしてエンケラドゥスは すでに十分以上のことを満たしている これらの要件。

そして 最近の発見たとえば、エンケラドゥス南極の「間欠泉」から放出される氷の粒や蒸気の中にリン化合物であるリン酸塩を発見することでした。リンは宇宙では比較的希少ですが、私たちが知っているように、生命に不可欠な 6 つの元素 (炭素、水素、窒素、酸素、硫黄とともに) の 1 つです。

これは、同じ蒸気ジェット内での分子状水素 (H₂)、メタン (CH₄)、および二酸化炭素 (CO₂) の以前の発見に加わります。この水素の存在についての最も妥当な説明は、海水とエンケラドゥスの岩石コアの間の熱水反応から来るというものです。つまり、土星の月の海の底には、地球のものと同様の熱水噴出孔がある可能性があり、そこが地球上の生命の起源の可能性のある地点の1つと考えられています。

したがって、新しい発見は、この土星の衛星に生命が存在する可能性を支持する、新しくて強力な議論を構成します。なぜなら、環境が何十億年も安定していれば、生命が出現して進化する時間があった可能性は指数関数的に増加するからです。

研究者らは研究の中で、次のステップはエンケラドゥスの海の正確な年齢を決定することになるが、事実はまだ不確かであると指摘している。しかし、理論的なモデリングを超えた道は明らかであるようです。私たちは土星の月の研究をさらに深く掘り下げなければならず、今回は単純な遠隔観測を超えなければなりません。つまり、直接現地に行って調査すべきだということです。

したがって、将来の技術は、厚い氷の地殻（厚さは25〜28キロメートルと推定されている）を掘削し、海に直接アクセスできるロボット潜水艇を展開できるミッションに焦点を当てる必要がある。そうして初めて、安定した熱、液体の水、必須の化学化合物が本当に地球外生物圏全体で頂点に達したかどうかを判断することができます。