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生命のいない地球型惑星が存在する可能性を理論的に証明

宇宙 科学

水、酸化チタン、電子受容体、紫外線の4つがそろうと、非生物学的に酸素が発生する
  • 水、酸化チタン、電子受容体、紫外線の4つがそろうと、非生物学的に酸素が発生する
国立天文台は、アストロバイオロジーセンターの成田憲保特任助教(自然科学研究機構・国立天文台併任)らの研究グループが、生命が必ずしもいなくても、酸素を豊富に保持する地球型惑星が存在しうることを理論的に明らかにしたと発表した。

自然科学研究機構は、宇宙における生命研究に向けて、2015年4月にアストロバイオロジーセンターを立ち上げ、天文学とさまざまな科学との融合による「宇宙における生命」研究を推進している。今回、成田特任助教と同機構分子科学研究所の正岡重行准教授らの共同研究グループが、生命がいなくても酸素を豊富に保持する地球型惑星の存在可能性を明らかにした。

研究チームは、太陽系の地球型惑星や衛星などにも豊富に存在している酸化チタンの光触媒反応によって、非生物的に酸素が発生することに着目した。その上で、地球に類似した環境の惑星を仮定した場合、惑星表層の0.05%程度で酸化チタンの光触媒反応が継続すると、現在の地球と同程度の酸素大気が発生・維持されることが推定できた。

また、さまざまな質量・温度の恒星を主星として仮定し、その光強度による惑星での酸素発生可能量を見積もったところ、最もこのメカニズムの反応が起こりにくい低温度星の場合でも、惑星表層の約3%で酸化チタンの光触媒反応が起こると、非生物的に酸素大気が発生・維持されることが推定された。

光合成を行う生物が存在しなくても、太陽系外の生命居住可能惑星に地球と同程度の酸素大気が発生してしまう可能性が十分にあることを明らかにした。

今回の研究成果は、これまで行われてこなかった天文学と分子科学の融合的研究としても注目されるもので、さまざまな学問分野の連携によるアストロバイオロジー研究の取り組みが重要であることを示しているとしている。

今回の研究は、英科学誌サイエンティフィック・レポート(Nature系姉妹誌)の9月10日号に掲載された。
《レスポンス編集部》

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