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土星の月「エンケラドゥス」、生命体存在の可能性が高まる。NASAから重大発表

ギズモード・ジャパン 4/19(水) 7:11配信

氷の下の温かい海で、水素が大量生産されてる。

土星の衛星エンケラドゥスは、表面こそ氷で覆われているものの、その下には流れる海があると言われてきました。さらに今週NASAは、その海の底では生命のエネルギー源となる水素が大量に生み出されているらしいことを発表しました。つまりエンケラドゥスは今、地球以外で生命体が存在しうる可能性がもっとも高い星になったのです。

Scienceに発表された新たな論文によれば、エンケラドゥスの海では水素分子が大量に生産されています。何が水素を生み出しているのかというと、もっとも強く考えられるのは、氷の下の海で高温の岩と水が水熱反応を起こしていることです。とすると、エンケラドゥスには温かい水に有機物、ある種の鉱物に加えて、微生物の命を支えるエネルギー源まで存在しているんです。地球でもマグマの通り道近くにおける水熱反応は、複雑な生態系を支えていることが知られています。

エンケラドゥスは木星の衛星エウロパに比べるとそこまで知られていませんが、太陽系の中ではもっとも興味深い存在のひとつです。直径は約504kmで、地理的には若く、地表はつねに変化しています。その軌道は円形ではないため、重力で軌道が曲がっていると考えられており、その歪みがエンケラドゥスの核に熱を生じさせているのではないかと考えられています。またこの潮汐力からくる熱によって、深さ60kmに及ぶと言われる液体の水が大量に存在しうるのだとも考えられます。火星より、木星よりも太陽から遠い土星の衛星に液体の水があるのは、そういうわけなんですね。

この地下に存在する海の水温は、海底では摂氏90度にもなると言われていて、そのため地球外生命体が存在しうる強力な候補となったのです。

NASAの探査機カッシーニが2005年、エンケラドゥスの南極部分から蒸気が上がっていて、それが水蒸気と何らかの固体の粒子であることを確認しました。その後2015年、NASAはカッシーニをこの水蒸気の中にダイブさせ、イオン・中立質量分光計(INMS)で分析しました。その結果、エンケラドゥスから上る蒸気の中には有機物や窒素分子の存在が示され、また塩分やケイ酸といった物質もあったことで、この海の水が岩石の核に触れていることが強く示唆されました。

その後カッシーニは再びエンケラドゥスへのフライバイを行い、前回より高精度なモードで水蒸気を分析しました。それによって、カッシーニが検知した水素分子はエンケラドゥスの内部で生み出されたことが確認されました。

水素分子は軽くて化学反応しやすいので、それがつねに補充されない限り、星の上に存在していることは考えにくいのです。つまり今回の発見は、エンケラドゥス内部で何らかの化学反応によって活発に水素分子が作られていることを意味しているのです。

「我々の論文では、エンケラドゥスが水素分子を作りうるいくつかのあり方を検討しました」論文著者のひとり、コーネル大学天体物理学・惑星科学センターのJonathan Lunine氏は米Gizmodoに語りました。「今回観測された大量の水素分子が存在しうる理由は、ある種の鉱物でできた海底と高温の水による反応によって水素分子が生まれているから、と考えられます」それは言い換えれば、水熱反応です。

「カッシーニは大量の水素を発見しました。あまりに多いので、活発に生産されていると考えられます」とLunine氏。「もし水素分子を作り出す水熱反応が止まってしまうと、水素分子は化学反応で吸収されてしまい、ほとんど残らないはずです。それは、今回INMSが検出したものよりはるかに少なくなります」

もし水熱反応で水素分子ができているとすれば、カッシーニが以前検出したメタンは二酸化炭素(これもカッシーニが検出)から、水素との反応によって生まれているのかもしれません。カッシーニが2015年に水蒸気の中を富んだとき、そこでは最大1.4%の水素、0.8%の二酸化炭素が検出されました。それらはともに、深海環境で微生物の生命を成立させているメタン生成と言われるプロセスの痕跡です。

「これら鉱物と水の反応は、エンケラドゥスの海の底にあるレストランです。そこで原初の微生物が食べる美味しいもの(水素分子(H2)やメタン(CH4))を作っているんです」とLunine氏。「この発見によって、生命体がそこにあるかどうかはわかりません。ただ、この海は生命体の維持が可能という主張を非常に強くできるのです」

ちなみに深海で水熱反応が起こる熱水噴出孔は、木星の衛星・エウロパにも存在するのではないかと見られています。このような環境は地球の海洋生態系を支えていることでも知られているため、宇宙生物学者たちは非常に重要視しています。さらに、カナダのケベック州で世界最古となる可能性のある化石が発見されたことで、地球上の生命体は熱水噴出孔周辺で生まれたのではないかと示唆されています。

「水素分子が発見されたことで、生命探索のためにエンケラドゥスに戻るべきだとする論拠を完成させられます」とLunine。「このエンケラドゥスが生み出した水素分子が発見されたことで、私が考える『基本的な』生命成立の要件が完成しました。つまり、液体の水、有機分子、鉱物、そしてアクセス可能な「自由な」エネルギー源です。H2がこの最後のひとつとなります」

エンケラドゥスで生命の痕跡を探すことは、想像するより簡単かもしれません。吹き上げられている水蒸気の中を、最新の機器を搭載した宇宙船で飛ぶのです。カッシーニはもう20年も前に打ち上げられた探査機なので、新しい機器を使えば、水蒸気の化学組成をより詳細に分析可能になり、生命の痕跡を探しやすくなることでしょう。それはエンケラドゥス生命発見ミッション(Enceladus Life Finder)として、2015年に提案されています。エンケラドゥスに着陸するわけでもなく、穴を掘ったり溶かしたりもせず、ただ南極から吹き上がる水蒸気の中を10回とかそれくらい通ってくるだけなんです。

「というわけでエンケラドゥスは、私から見れば、生命を探すのには地球以外で最善の場所です。明らかに居住可能な海の水が、採取しやすいよう宇宙に向けて吹き上げられているんです」とLunine氏。「ぐずぐずしないですぐにでも、調査を始めるべきですね」

image: NASA 1, 2, NOAA
source: Science, Gizmodo US

George Dvorsky - Gizmodo US[原文]
(福田ミホ)

最終更新:4/19(水) 15:41

ギズモード・ジャパン