生命そのものではなく水を探す理由
私たちが見分けられる生命は、私たち自身と同じタイプだけです。その生命では、水が溶媒として働き、炭素が分子の骨格をつくり、エネルギーの流れが化学反応を平衡から遠ざけています。こうした特徴を探す装置なら、つくって10億km先へ送れます。「もし向こうではすべてが別の仕組みだったら」に対応する装置はつくれません。だから生命探査の戦略は、文字どおり「水を追え」と呼ばれています。
かつては、液体の水が存在できるのは太陽の周りの狭い帯の中だけだと考えられていました。近すぎれば沸騰し、遠すぎれば凍るからです。木星と土星の衛星が、この考えを覆しました。衛星を温めるのは光ではなく潮汐です。巨大な惑星が、細長い軌道を回る衛星を引き伸ばしたり縮めたりし、その内部の摩擦が熱を生み、氷の下に塩分を含む海を保っています。熱は下の岩石質の内部から来ます。候補は増え、それぞれが同じ手順で調べられるようになりました。
水を探す。 氷でも蒸気でもなく、液体です。重力や磁場、そして表面が潮汐にどう反応するかが、その存在を示します。
エネルギーを探す。 数kmの氷の下には光がありません。だから、潮汐熱や水と熱い岩石との反応など、別の何かが働いているはずです。
化学の材料を探す。 炭素、窒素、リン、塩類など、分子をつくる材料です。噴出物や古代の湖の堆積物から探します。
平衡からのずれを捉える。 すぐに分解するのに存在し続ける気体は、何かによって補充されているはずです。まだ生命とはいえませんが、近くまで飛んで調べる理由になります。
4つの場所：火星と3つの氷の衛星
火星は、4つの候補のうち唯一、着陸して掘ることができる場所です。表面に液体の水はありません。大気が薄すぎるため、水は沸騰して蒸気となり、逃げてしまいます。それでも痕跡は残っています。火星探査車は、静かな水が残す堆積物に見られるような層状の地層の上を走り、いつか地球へ持ち帰られることを願って試料を保管しています。
エウロパ、エンケラドゥス、タイタンは構造が異なります。海はありますが、隠れているのです。違いは氷のふたの厚さで、それによって水へ到達する難しさが決まります。
数字はおおよその値です。厚さは、重力や潮汐による表面の変形から間接的に測定されています。エンケラドゥスの強みは、氷が薄いことだけではありません。南極では地殻にひびが入り、海が水蒸気と氷のちりを噴き出して宇宙へ放出しています。カッシーニはこの噴出物の中を通過し、そのデータから塩類、有機物、分子状水素、さらに後にはリン酸塩が見つかりました。これは、地下の水が熱い岩石と接触していることを示す特徴です。タイタンはその逆です。川や湖が表面にありますが、そこを流れるのはメタンで、水ははるか地下にあります。
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あと1分で読み終わり、最後にクイズがあります。 「宇宙 → 宇宙の生命」にあります
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出典
- カッシーニおよびガリレオのミッション、エンケラドゥスの噴出物の組成に関する研究（分子状水素：Science、2017年。リン酸塩：Nature、2023年）、Europa ClipperおよびJUICEミッションの計画に基づきます。