Exoplanet Kepler-452b（右）と地球（左）の比較。地球のような惑星を研究することは理にかなっています。しかし、彼らは私たちのギャラクシーや一般的な宇宙での生命の検出の最も可能性の高い候補ではないことが判明するかもしれません。
人類が自ら設定した最もエキサイティングな目標の1つは、地球外の生命を見つけることです。地球の外のある世界で現れ、止まらない生物学的活動。この機会は、私たちの想像力によって支えられているだけではありません。私たちは、生命が現れる可能性のある他の潜在的な場所についての間接的な証拠をたくさん持っています。地球の過去に起こったのと同様のプロセスの結果として現れます。既存の条件を私たちが人生に必要だと思うものと比較するとき、仮定は理にかなっています。
太陽系、天の川、銀河のローカルグループ、さらには観測可能な宇宙に、「潜在的に居住可能な」惑星がいくつあるかについて話すことは興味深い活動です。ただし、これらの推定値を導き出すために使用される仮定を正直に説明する必要があります。それらはすべて私たちの無知と無視できない最も不快な事実を反映しています。宇宙全体で私たちが生命の出現について確実に知っている唯一の場所は私たちの惑星です。他のすべては単なる当て推量です。私たち自身に完全に正直であるために、私たちは惑星を「潜在的に居住可能」にする理由がわからないことを認めなければなりません。
原始惑星円盤形成段階の終わりにある若い太陽系の図。私たちは今、太陽と太陽のシステムがどのように形成されたかを理解していると信じていますが、この初期の見方は単なる例示にすぎません。今日、私たちは生存者しか観察できません。天体の形成の初期段階では、はるかに多くのものがありました。
私たちが地球に住んでいて、そこに生命が存在することを除いて、私たちが宇宙についてまったく何も知らなかったとしても、私たちはまだどこか遠くにあるかもしれないと仮定する権利があります。結局のところ、最終的に：
- 私たちは自然に形成された世界に住んでいます。
- 原子、分子などの単純な成分で構成されています。-自然な方法で形成されました。
- それは星を中心に回転し、何十億年もの間比較的安定した方法でエネルギーを放射します。
- 私たちの地球上の生命は、地球自体の形成から遅くとも数億年後に形成されました。
私たちの世界に生命が出現することには自然な説明があると考えるのが妥当です。そして、他の世界で、初期の段階で地球上にあったのと同じ友好的な生活条件が存在する場合、おそらくこれらの世界にも生命が現れる可能性があります。宇宙を支配する規則がどこでも同じであるならば、私たちは地球上で生命を生み出した同じプロセスが起こった世界を発見して定義する必要があるだけです。そして、おそらくこれらの「潜在的に人が住んでいる」世界の探検は、私たちがそこでの生活を発見することを可能にするでしょう。
生命の木は、地球上のさまざまな生物の進化と発達を示しています。私たちは皆、20億年以上前に住んでいた共通の祖先の子孫ですが、生命体の多様性は混沌としたプロセスを通じて生まれました。時計を何度も巻き戻してやり直しても、正確には繰り返されません。
もちろん、これは口で言うほど簡単ではありません。どうして？ここで私たちは最初の大きな未知のものに出会います：私たちは人生がどのようにして生まれたのかわかりません。今日の科学的知識の全体を見ても、その最も重要な場所にはギャップがあります。私たちは星がどのように形成されるか、太陽系と惑星がどのように形成されるかを知っています。私たちは、原子の核がどのように形成され、星の内部でどのように融合して重い要素を作成し、これらの要素が宇宙でどのように処理され、複雑な化学に関与するかを知っています。
そして、化学がどのように機能するかを知っています。原子は自然に結合し、さまざまな構成の分子を生成します。隕石の内部から若い星の放出まで、星間ガスの雲から惑星形成の過程にある原始惑星の円盤まで、宇宙全体でこれらの複雑な分子を見つけます。
これらすべてで、私たちは複雑な無機化学から実際の生物に移行する方法を知りません。簡単に言えば、私たちは不命から生命を作る方法を知りません。
チャオ彼は、ジョンズホプキンス大学のホルストの研究室に設置されたさまざまな大気条件をシミュレートするためのカメラであるPHAZERがどのように機能するかを説明します。有機分子とO 2をしている無機のプロセスで作成されましたが、誰もunlifeからの人生を作成していません。
そしてこの場合、「わからない」と言っても過言ではありません。にもかかわらず：
- 私たちの能力の限界で行われる、太陽系の他の惑星での生物学的活動の検索。
- 私たちが撮影することしかできないすべての外惑星の大気の分光画像。
- それらから来る光の分解による様々な外惑星の直接撮影;
- 実験室の条件で生命から生命を合成しようとします。
- 私たちが見ることができるところならどこでも、潜在的に知的な文明における技術の兆候を探しています。
地球以外の惑星に生命が存在するという証拠は1つもありません。無数のさまざまな場所で生命が出現する可能性をサポートするために収集したすべての間接的な兆候にもかかわらず、地球だけに生命が存在し、地球から生命を送ったという説得力のある証拠があります。
HR 8799の周りに4つの確認された外惑星があり、それらはすべて木星よりも重いです。それらはすべて、7年間の直接観察によって発見され、太陽系の惑星と同じ惑星運動の法則、つまりケプラーの法則に従います。
これは、私たちが他の場所での生命の存在の可能性について何も知らないということではありません。私たちは多くのことを知っており、新しい情報が増えるたびに、ますます学びます。たとえば、私たちは、近く、銀河、さらには宇宙全体の星を測定、カウント、分類する方法を知っています。太陽のような星が一般的であり、すべての星の15〜20％が太陽に匹敵する温度、明るさ、寿命を持っていることを学びました。
興味深いことに、星の約75〜80％は赤い矮星です。それらの温度と明るさは太陽のものより低く、それらの寿命ははるかに長いです。これらのシステムは、多くの重要な点で私たちのシステムとは異なります。軌道が短い。惑星は潮汐捕獲にある必要があります;恒星のフレアは珍しいことではありません。星は不釣り合いな量のイオン化放射を放出します。しかし、彼らの惑星が太陽に似た星を周回する惑星と同じくらい居住可能であるか（またはより少ないか、より居住可能であるか）を評価する方法はありません。証拠がない場合、明確な結論を引き出すことはできません。
太陽のような星を周回する潜在的に居住可能な外惑星のアーティストのイラスト。私たちはまだ地球の外で最初の人が住んでいる世界を見つけていません。 TESSプロジェクトは、このタイトルの最も可能性の高い、最初の候補のリストをまとめたものです。
ソーラーシステムから学んだ教訓はどうですか？たぶん地球と私たちの宇宙の中庭にあるものの中でユニークな世界-明らかに生命で覆われている唯一の惑星-しかしおそらく生命がかつてまたは今日も繁栄している唯一の世界ではありません。
火星の表面は、凍結する前におそらく10億年の間液体の水を持っていました-太陽系の古代の歴史の中で生命が繁栄したでしょうか？彼女は今日地下の貯水池で生き残ることができますか？
金星はもっと穏やかな過去を持っていた可能性があり、液体の水がかなり長い間その表面に存在していた可能性があります。彼女は生命を生むことができ、そして生命は地球の状態により似ている金星の雲の中で生き残ることができるでしょうか？
潮の力によって加熱された氷に覆われた世界の表面下の海はどうですか？Enceladus、Europa、Triton、Pluto？タイタンのように、液体の水ではなく液体のメタンが表面にある世界はどうですか？ガニメデのような地下水の可能性がある大きな世界はどうですか？
これらの近くの世界を徹底的に探索するまで、私たちは無知を認めなければなりません。私たちは太陽系がどれほど人口が多いかさえ知りません。
光が不足している水深の深いところでは、地球の熱水ベントの周りで生命が繁栄します。今日の科学における最大の未解決の問題の1つは、不命から生命を創造する方法です。しかし、そこに生命が存在することができれば、おそらく生命はヨーロッパやエンセラダスの海の底にも存在します。この謎に対する科学的な答えは、専門家が収集して分析する可能性が高い、より多くの量とより良い品質のデータを提供するのに役立ちます。
星間空間に存在する、または発生する生命はどうですか？多くの人にとって、このアイデアはとてつもないものに思えますが、地球上の生命の歴史をたどることによって、それが開始以来どれほど複雑になっているのかがわかります。今日の生活は、情報をコード化する何万もの塩基対の核酸で構成されています。
同時に、私たちが宇宙全体で見つけた基本的な成分を見ると、それらの中には単純な不活性分子だけではありません。そこには、糖、アミノ酸、ギ酸エチルなどの有機分子があります。ラズベリーの香りを与える分子です。複雑な炭素分子-多環式芳香族炭化水素を見つけます。
私たちは、地球上の生命過程に関与しているよりも多くの天然に存在するアミノ酸を発見しました。活性アミノ酸は20個しかなく、それらはすべて同じキラル性を持っています。しかし、たった1つのマーチソン隕石で約80の固有のアミノ酸が見つかりました。そのうちのいくつかは左利きで、いくつかは右利きです。地球上での生活の成功にもかかわらず、私たちは他の生活開発の方法が可能かどうか、そしてそれらがどれほど可能性があるかを単に知りません。
20世紀にオーストラリアに降り立ったマーチソン隕石の中に、私たちの自然には見られない多くのアミノ酸が見つかりました。普通の宇宙石に80以上のユニークなアミノ酸が見られるという事実は、生命の他の成分、あるいは生命そのものが宇宙のどこかで形成された可能性があることを示唆しています。おそらく、親星のない惑星でも。
私たちの内側の円はどうですか？重い元素の割合が多い（または少ない）スターシステムでは、生命の出現と繁栄の可能性が高くなりますか？雪のラインにある木星のような巨大なガスはどうですか？それは良いですか、悪いですか、それとも何にも影響を与えませんか？銀河内の私たちの場所はどうですか？特別または一般的ですか？ギャラクシーの約4,000億の星の中で、生命の存在に適した候補を探す価値があるかどうかさえ、私たちは知りません。
それでも、数週間前にウイルスに感染したのと同様の声明が常にあります。ミルキーウェイ銀河には3億の潜在的に居住可能な惑星があります。..。そのような主張は以前に行われており、データに次の意味のあるアンカーポイントが得られるまで、何度も行われるでしょう。地球の外の惑星で、生物圏の存在の説得力のある信頼できる兆候が見つかります（または少なくともその存在）。それまでは、「潜在的に居住可能」という言葉の意味を議論するために惑星の居住可能性についてほとんど知らないので、そのようなすべての見出しは最大限の懐疑論で見られるべきです。KeplerやTESS
などの宇宙望遠鏡がさまざまな星をじっくりと見ていると、輝度の周期的な変動を検出できます。その後の観察で、それらに惑星があることを確認でき、すべてのデータを一緒に使用して、それらの質量、半径、および軌道パラメータを再構築できます。
そして私は、外惑星研究で私たちが成し遂げた信じられないほどの進歩をまったく軽視していません。星の明るさの周期的な変化に非常に敏感なKeplerやTESSのような望遠鏡と、星に照らしてスペクトル線の周期的なシフトを測定できる大型の地上望遠鏡の組み合わせのおかげで、他の星に数千の確認済みの惑星がすでに見つかりました。特に、最良の場合、惑星と星の両方の質量と半径、および星の温度と惑星の軌道周期を計算できます。
これにより、地球と同じような雰囲気の惑星の表面の温度を推測することができます。 「潜在的な居住性」を「表面に液体の水が存在するような温度である」と同一視しようとするように、これらすべては合理的に聞こえるかもしれませんが、この主張は不安定な証拠に基づく一連の仮定に基づいています。実際、居住性について意味のある結論を出す前に、より質の高いデータを取得する必要があります。
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地球を超えた生命を探求する上で、現在の状況について正直であり続けることと、私たちが将来発見する可能性のあることすべてに対してオープンであることが重要です。生命はかなり早く地球に現れ、それ以来生き残り、繁栄してきたことを私たちは知っています。同様の歴史、特性、条件を持つ惑星を探すと、同様の成功率を持つ近くの惑星が見つかる可能性が高いことを私たちは知っています。これは、保守的で非常に賢明な検索方法です。
しかし、そのような考え方は本質的に制限されています。歴史、特性、条件が異なる他の世界での生活の出現が、同じように（またはそれ以上に）起こりそうにないかどうかはわかりません。これらの確率が宇宙の無数の惑星にどのように分布しているかはわかりません。そして、人生が根付くことができた後、複雑で、変化に富んだ、巨視的な、あるいは知的な人生の可能性が何であるかはわかりません。生命は宇宙の他の場所にも存在すると信じる理由はたくさんあり、それを探す強い動機があります。しかし、人生がどこにあるのか、どこにないのかをよりよく理解するまで、「潜在的に居住している」世界がいくつ存在できるかを評価する方法はありません。