新しい超地球が生命に優しい世界の数を倍増| 科学| スミソニアン - 記事、スミソニアンで、スミソニアンでの新しい研究、科学、宇宙

20年前、天文学者は私たちの太陽のような星、約50光年離れた巨大な世界を周回する最初の惑星を発見しました。この発見により水門が開かれ、今日、科学者はさまざまな形、サイズ、組成の1800を超える太陽系外惑星または太陽系外惑星を特定しました。現在の大きな問題は、私たちのような一般的な惑星が私たちの銀河の中にどのように存在するか、そして地球のような多くの世界が生命をホストするのにふさわしいものを持っていることです。

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見るのに最適な場所を見つけるには、地球と同じ岩の組成を持っているように見え、表面から液体の水を得るために星からわずかに離れた軌道を回る太陽系外惑星の探索が含まれます。ハーバード・スミソニアン天体物理学センター（CfA）の2つのチームは、生命に最も適している可能性が高い世界のサイズと質量を計算することにより、ハントを改良しました。

その理論的研究を強化するとともに、天文学者は今週、NASAのケプラー宇宙望遠鏡によって発見された12の世界が、ハビタブルゾーン、水にちょうど適した星の周りの領域、そしておそらく生命にある地球に似た小さな惑星である可能性が最も高いことも発表しました。この作業は、居住可能な地球規模の既知の世界の数を倍にします。

「私たちはまだ正確な地球の双子を持っていませんが、近隣にある惑星の人口を埋め始めています」とSETI研究所のケプラー科学者ダグラス・コールドウェルは言います。コールドウェルは、シアトルで開催された米国天文学会の第225回会議で、12の惑星に関するチームの分析を発表しました。

技術的には、確認された他のケプラー惑星と同じレベルの信頼性が確認されているのは、12の世界のうち11のみです。 12番目の世界はまだ候補惑星と見なされていますが、Caldwell氏は、それが現実であるというチームの自信はまだ非常に高いと述べています。確認された11の惑星のうち、最も小さい2つの惑星は、地球の双子の狩りで特に興味深いものです。ケプラー438bは地球のサイズのわずか1.12倍、ケプラー442bは地球のサイズの1.33倍です。

CfAのコートニードレッシングによって導かれた別の調査によると、それは両方の惑星が地球と同じ化学組成を持つ岩だらけの世界である可能性が高いことを意味します。私たちの太陽系では、惑星は地球や火星のように小さくて岩が多く、木星や海王星のように大きくてガスっぽいです。天文学者の驚いたことに、これまで見つかった太陽系外惑星の多くは、地球と海王星のサイズの間にある奇妙な物体です。これらの太陽系外惑星をまだ直接見ることはできません。軌道を回る惑星がホスト星の前を通過するとき、または星を通過する際に、星明かりのわずかな落ち込みを探して天文学者がそれらを見つけました。より詳細な見解がなければ、科学者たちは、どの「スーパー地球」が本当に岩が多く、氷のような小さな海王星に似ているかを確信していませんでした。

「超地球が岩石であるか気体であるかを判断する際の問題の一部は、私たち自身の太陽系に例がないことです」とコールドウェルは言います。答えを引き出すために、天文学者は惑星のサイズと質量の両方を取得し、その密度を計算する必要があります。これにより、その組成がわかります。そこでドレッシングと彼女のチームは、カナリア諸島の望遠鏡に目を向けました。望遠鏡には、惑星の質量を高精度で測定するための機器が装備されています。彼らはそれを使っていくつかの既知の惑星を研究し、大きさと質量の関係を図式化した。

彼らは、地球のサイズの1.6倍未満の小さな世界には、惑星が岩だらけになるのに適した質量がある傾向があることを発見しました。さらに、彼らが調べた小さな系外惑星のほとんどは、地球とほぼ同じ成分、つまりシリコン、鉄、酸素、マグネシウムと微量の他の金属の混合物を含む適切な密度を持っていました。大きな世界は通常、はるかに密度が低く、主に水素または他のガスでなければなりません。

「私たちの太陽系は、私たちが考えていたほどユニークではありません」とドレッシングは声明で述べています。「岩だらけの太陽系外惑星は同じ基本的な成分を使用しているようです。」

もう1つの主な要因は、私たちが知っているように、生命は大きな液体水に依存しているように見えることです。地球では、水は惑星の表面の約70％を覆っています。しかし、最近の研究では、プレートテクトニクスによって地下に運ばれ、鉱物に閉じ込められ、火山によって噴出されるため、惑星の内部も移動することが示されています。現在、研究者たちは、この水のリサイクルプロセスが惑星の表面で海洋を安定に保つために重要であると考えています。

CfAのLaura SchaeferとDimitar Sasselovは、コンピューターモデルを使用して、地球の1.5倍までの太陽系外惑星がプレートテクトニクスを確立および維持できることを確認しました。彼らは可能性のある世界の質量を変化させ、地球の5倍の質量にまで達しました。結果は、地球の質量の2〜4倍の超地球が安定した海洋を構築するのに最適であることを示唆しています。これらの世界の海は少なくとも100億年続くと彼らは言う。

しかし、彼らのモデルは、より大規模な世界では地殻が厚いため、地表での火山活動の開始、ひいては海洋の形成が遅れることも示しました。彼らは、このような巨大な惑星が形成されてから海洋が発達するまでに約10億年かかると計算しています。進化が地球と同じ速度で進むと仮定すると、生命を持つ惑星を見つけるための最善の策は、少なくとも55億年前の超地球かもしれません、とチームは言います。

ケプラー軌道で発見された比較的若い若い地球サイズの惑星。そして今のところ、科学者はこれらの惑星の質量について確信を持っていません。しかし、カタログに少なくとも地球とのいとこである惑星がもっとあると、天文学者は私たちの銀河に潜在的に住みやすい世界がどれほどあるかという質問に答えることができます。

「誰もが地球の双子を見つけて発表する最初の人になりたいと思っていますが、科学的にはケプラーから出てくる最も重要なものではありません」とコールドウェルは言います。「スーパーアースでは、これまで知らなかったクラスの惑星が見られるため、それらがどのように形成され、地球とどのように異なっているかを見ると、すべての惑星がどのように形成されるかのモデルを改善できます。地球、そして形成過程でいつここにたどり着いたのでしょうか？他の年齢のシステムで同様の惑星を見つけることで、私たちはその質問についてより良いアイデアを得ることを望んでいます。」

編集者注：この物語は、太陽のような星の周りで最初に見つかった太陽系外惑星の日付を修正するために更新されました。 その発見は、20年前の1995年に行われました。