124光年先の海洋惑星に生命の兆候？惑星K2-18bで見つかった“生命活動の痕跡”

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　生命が豊かに息づく遠い海の惑星――。まるでSFのような世界が現実のものとなるかもしれない。ケンブリッジ大学が主導する天文学者チームが、太陽系の外で、これまでで最も有望な生命の兆候を発見したと発表したのだ。

　彼らは最新鋭のジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の観測データを用い、地球外生命体の存在を示唆する可能性のある化学物質の存在を示す痕跡を捉えることに成功した。

地球では生物しか作らないガスを検出

　研究チームが注目したのは、しし座の方向、地球から約124光年離れた系外惑星「K2-18b」の大気だ。ここで、「ジメチルスルフィド（DMS）」と「ジメチルジスルフィド（DMDS）」という2種類の分子が検出された。

　これらの分子がなぜ重要なのか？地球上では、これらの分子は生物、特に海洋プランクトンのような微生物によってしか生成されないからだ。つまり、もしK2-18bでこれらの分子が非生物学的なプロセス（未知の化学反応など）で作られていないとすれば、それは生命活動の強力な証拠となり得る。

　しかも、K2-18bの大気中で推定されるこれらの分子の濃度は、地球よりも数千倍も高い（10ppm以上）という。地球では通常10億分の1以下の濃度でしか存在しないことを考えると、これは驚くべき数値だ。

海洋惑星「ハイセアン・ワールド」K2-18bとは？

　K2-18bは、太陽よりも小さく暗い「赤色矮星」の周りを公転している。その軌道は、惑星の表面に液体の水が存在できるとされる「ハビタブルゾーン（生命居住可能領域）」内に位置しており、生命探査において有望視されてきた天体だ。

　大きさは地球の約2.6倍、質量は8.6倍と、地球よりもかなり大きい。専門家は、この惑星が広大な海に覆われている可能性が高いと考えており、「ハイセアン・ワールド（Hycean world）」と呼ばれるタイプの惑星に分類されるかもしれない。「Hycean」とは、水素（Hydrogen）が豊富な大気と海（Ocean）を持つ惑星を指す造語である。

　惑星の温度は地球と似ているとされるが、主星に非常に近いため、1年（公転周期）はわずか33日しかない。以前の観測では、すでにメタンや二酸化炭素といった炭素を含む分子が検出されており、ハビタブルゾーンにある系外惑星で炭素系分子が見つかったのはこれが初めてだった。

「生命あふれる海」の可能性と慎重な検証

　研究を主導したケンブリッジ大学天文学研究所のニック・マドゥスダン教授は、今回の発見について次のように語る。「以前の理論的研究では、ハイセアン・ワールドではDMSやDMDSのような硫黄系ガスが高濃度で存在する可能性が予測されていました。そして今回、私たちは予測通りにそれを観測したのです」。

「この惑星について私たちが知っているすべてのことを考えると、生命が豊富な海を持つハイセアン・ワールドというシナリオが、現在のデータに最もよく適合します」と、マドゥスダン教授は興奮を隠さない。

　しかし、彼は同時に慎重な姿勢も崩さない。「結果はエキサイティングですが、他の惑星で生命を発見したと主張する前に、より多くのデータを取得することが不可欠です」と述べ、観測された分子が、まだ知られていない非生物学的な化学プロセスによって生成された可能性も排除できないとしている。

　研究チームは今後、JWSTによる追加観測を行い、今回の結果が偶然によるものではないことを確認するとともに、検出されたレベルのDMSやDMDSが非生物学的に生成されうるかを実験で検証することも計画している。

宇宙の謎に迫る転換点となるか？

　遠い惑星の大気組成を調べるために、天文学者たちは「トランジット法」という手法を用いる。これは、惑星が主星の前を横切る際に、惑星の大気を通過してきた星の光を分析する方法だ。大気中の分子は特定の波長の光を吸収するため、その吸収パターン（スペクトル）を調べることで、大気に含まれるガスの種類を特定できる。

　実は昨年、JWSTはK2-18bでメタンと二酸化炭素を発見した際に、「何か他のことが起こっている」弱い兆候も捉えていた。「前回見たシグナルがDMSによるものか確信は持てませんでしたが、その兆候だけでも、別の観測装置を使ってJWSTで再調査するには十分なほどエキサイティングでした」とマドゥスダン教授は説明する。

　以前の観測では近赤外線の装置が使われたが、今回の新たな観測では中間赤外線の装置（MIRI）が用いられ、異なる波長域で独立した証拠が得られた。「シグナルは強く、明確でした」と教授は語る。

　今回の発見の統計的な信頼度は「3シグマ」レベル（結果が偶然である確率が0.3%）に達している。科学的な発見として広く認められる基準とされる「5シグマ」（偶然である確率が0.00006%未満）にはまだ達していないが、研究チームは、あと16～24時間程度のJWSTによる追跡観測で、この基準に到達できる可能性があると考えている。

「数十年後、私たちはこの時点を振り返り、生命が存在する宇宙が手の届く範囲になった時だと認識するかもしれません」とマドゥスダン教授は言う。「これは、『我々は宇宙で孤独なのか？』という根源的な問いに、私たちが答えを出す能力を持つに至った転換点になる可能性があります」。今回の発見は、その壮大な探求における、重要な一歩となるかもしれない。

参考：Daily Mail Online、ほか

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