ジェイムズウェッブ望遠鏡は、天文学者がエイリアンの生命を見つけるのを助けることができます

生命存在指標を探しています

遠方の惑星の生命を検出するために、宇宙生物学者は 惑星の表面または大気と相互作用した。 大気や表面が生命によって変化した場合、光は「生命存在指標」と呼ばれる手がかりを運ぶ可能性があります。

地球はその存在の前半、単純な単細胞生物をホストしていたにもかかわらず、酸素のない大気を誇っていました。 地球の生命存在指標は、この初期の時代には非常にかすかでした。 それは突然変わりました 24億年前 藻類の新しい家族が進化したとき。 藻類は、他のどの要素にも化学的に結合していない酸素である遊離酸素を生成する光合成のプロセスを使用していました。 その時から、地球の酸素で満たされた大気は、それを通過する光に強くて簡単に検出できる生命存在指標を残しました。

光が材料の表面で跳ね返ったり、ガスを通過したりすると、特定の波長の光が他の波長よりもガスまたは材料の表面に閉じ込められたままになる可能性が高くなります。 光の波長のこの選択的なトラップは、オブジェクトが異なる色である理由です。 葉緑素は赤と青の波長の光を吸収するのに特に優れているため、葉は緑色です。 光が葉に当たると、赤と青の波長が吸収され、ほとんどが緑の光が目に戻ってきます。

失われる光のパターンは、光が相互作用する材料の特定の組成によって決まります。 このため、天文学者は、本質的に、惑星から来る光の特定の色を測定することによって、太陽系外惑星の大気または表面の組成について何かを学ぶことができます。

この方法は、生命に関連する特定の大気ガス（酸素やメタンなど）の存在を認識するために使用できます。これらのガスは、光の中で非常に特殊な特徴を残すためです。 また、惑星の表面の独特の色を検出するために使用することもできます。 たとえば、地球上では、光合成に使用される葉緑素やその他の色素植物や藻類が特定の波長の光を捕らえます。 これらの顔料 特徴的な色を生み出す これは、高感度の赤外線カメラを使用して検出できます。 この色が遠くの惑星の表面に反射しているのを見ると、クロロフィルの存在を示している可能性があります。

宇宙と地球の望遠鏡

潜在的に居住可能な太陽系外惑星から来る光へのこれらの微妙な変化を検出するには、信じられないほど強力な望遠鏡が必要です。 今のところ、そのような偉業が可能な唯一の望遠鏡は新しいものです ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡。 そのまま 科学事業を開始 2022年7月、JamesWebbは ガスジャイアント系外惑星WASP-96b。 スペクトルは水と雲の存在を示しましたが、WASP-96bのように大きくて暑い惑星は生命をホストする可能性が低いです。

しかし、この初期のデータは、ジェイムズ・ウェッブが太陽系外惑星から来る光の中でかすかな化学的特徴を検出できることを示しています。 今後数か月で、Webbはそのミラーを TRAPPIST-1e、地球からわずか39光年の場所に住む可能性のある地球サイズの惑星。

ウェッブは、惑星がホスト星の前を通過するときに惑星を研究し、捕獲することによって生命存在指標を探すことができます 惑星の大気をろ過する星の光。 しかし、ウェッブは生命を探すようには設計されていなかったので、望遠鏡は最も近い潜在的に居住可能な世界のいくつかを精査することしかできません。 また、への変更のみを検出できます 二酸化炭素、メタン、水蒸気の大気レベル。 これらのガスの特定の組み合わせが 人生を示唆するかもしれない、Webbは、生命の最強の信号である非結合酸素の存在を検出できません。

将来の、さらに強力な宇宙望遠鏡の主要な概念には、惑星のホスト星の明るい光を遮断して、惑星から反射された星の光を明らかにする計画が含まれています。 このアイデアは、手を使って日光を遮り、遠くにあるものをよりよく見ることに似ています。 将来の宇宙望遠鏡は、これを行うために、小さな内部マスクまたは大きな外部の傘のような宇宙船を使用する可能性があります。 星の光が遮られると、惑星から跳ね返る光の研究がはるかに簡単になります。

生命存在指標を検索できる、現在建設中の3つの巨大な地上望遠鏡もあります。 ジャイアントマゼレン望遠鏡、 30メートル望遠鏡 そしてその 欧州超大型望遠鏡。 それぞれが地球上の既存の望遠鏡よりもはるかに強力であり、地球の大気のハンディキャップが星の光を歪めているにもかかわらず、これらの望遠鏡は最も近い世界の大気の酸素を調べることができるかもしれません。