天文学者が初めて生命を発見

UNSWシドニー講師

UNSWシドニー上級講師

UNSWシドニーのオーストラリア宇宙生物学センター教授兼所長

著者らは、この記事から利益を得るであろういかなる企業や組織で働いたり、コンサルティングしたり、株を所有したり、またはそこから資金提供を受けたりすることはなく、学術上の任命以外の関連する所属も明らかにしていません。

UNSW シドニーは、The Conversation AU のメンバーとして資金を提供しています。

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土星の衛星の 1 つから生物学的に利用可能なリンが発見されたことで、地球外の居住可能な条件の探索はさらに興味深いものになっています。 リンは、生命に必要な6つの重要な元素の中で最もとらえどころのないものです。

今日ネイチャー誌に掲載された研究では、カッシーニ探査機からのデータを使用して、土星のE環（惑星のより暗い外輪の1つ）にあるリン酸塩と呼ばれるリン化合物を発見した。

これらの化合物は、土星の衛星エンケラドゥスの地下液体水の海からの氷火山（氷火山）プルームから来た可能性が高い。

カッシーニ探査機が近づいて観察するまで、エンケラドゥスは典型的な土星の衛星のように見えました。 2005 年に土星に到着したカッシーニは、次々と発見を重ね、エンケラドゥスを地球外生命探査のトップクラスのひとつに押し上げました。

特に、エンケラドゥスには氷の表面の下に液体の水の海があり、重力による潮汐力（地球上で海の潮汐を生み出す種類の力）によって加熱されたことが分かりました。

この環境は、地球上で生命が誕生した可能性がある場所であると一部の人が考えている熱水噴出孔に興味をそそられるほど似ています。 そのような噴出孔には、確かに今日の地球上の生命が存在します。

地球上のほとんどの生命は、最終的には太陽光からエネルギーを生成する光合成に依存しています。 一方、エンケラドゥス上のあらゆる生命にとっての究極のエネルギー源は、地球上で月が生み出すよりもはるかに強い潮汐を生み出す土星の重力であり、-200℃の非常に冷たい氷地殻の表面にもかかわらず、液体の水の海を可能にします。

エンケラドスの噴煙は、異世界の海洋をサンプリングする取り組みに対する「贈り物」と呼ばれています。 サンプルを収集するために着陸する必要も、分析のためにサンプルを返送するために打ち上げる必要もありません。

氷火山をサンプリングするための明白なアプローチは、単純にその中を飛行することです。 しかし、宇宙探査機がプルームに遭遇する速度ではほとんどの有機物が死滅する可能性が高いため、これは困難です。

代わりに、最も簡単なアプローチは、土星の E 環におけるエンケラドゥスから放出された物質の蓄積を調べることです。これは、チームがこの最新の研究で行ったことです。

このアプローチを使用して、研究者たちは以前、エンケラドゥスから来る複雑な有機分子を発見しました。 これらの発見は、エンケラドゥスの水環境が窒素と酸素を含む複雑な化学をサポートしていることを裏付けました。

しかし、これまで私たちはエンケラドゥスでのリンの入手可能性について知りませんでした。 多くの環境では、この元素は岩石の中に閉じ込められています。

土星のE環でのリン酸塩の発見は、エンケラドゥスの海洋内で地球の海洋よりも100倍高い濃度でリン酸塩が入手できる可能性があることを示唆しています。

リンは、私たちが知っているように、生命にとって極めて重要です。その理由の一部は、リンが地球上のすべての生命に不可欠な分子である DNA と RNA の重要な構成要素であるためです。 リン酸塩は、あらゆる生命における他の多くの代謝プロセスにも不可欠です。

私たちが知っている生命の出現に必要な必須要素の多くは、このようにしてエンケラドゥスで発見されました。 これは、私たちの太陽系で地球外の生命を探す場所のリストのトップかそれに近い位置にあります。

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それにもかかわらず、この発見は物語の始まりにすぎません。 リン酸塩が炭素と結合を形成するには（このタイプの結合は DNA の骨格に見られます）、環境に大きく依存する特殊な化学が必要です。