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この図は、2015年10月にエンケラドスのプルームを飛行するNASAのカッシーニ宇宙船を示しています。クレジット:NASA / JPL-Caltech 数年前、惑星の科学者Lynnae Quickは、4,000を超える既知の太陽系外惑星、または太陽系を超えた惑星のいずれかが、木星と土星の周りの水に浮かぶ月に似ているのではないかと考え始めました。これらの月のいくつかは大気を持たず、氷に覆われていますが、NASAが地球を超えた生命を探求している最上位の標的の1つです。科学者が「海の世界」として分類する土星の月エンケラドスと木星の月エウロパは、良い例です。 「エウロパとエンケラドスから水柱が噴出するので、これらの体には氷の殻の下に海底の海があり、プルームを駆動するエネルギーがあることがわかります。これは、私たちが知っている生命の2つの要件です。」火山活動と海の世界を専門とするNASA惑星科学者。 「したがって、これらの場所をおそらく居住可能であると考えている場合、おそらく他の惑星系におけるそれらのより大きなバージョンも居住可能である」 NASAのメリーランド州グリーンベルトにあるゴダード宇宙飛行センターのクイックは、天の川銀河にヨーロッパやエンケラドスに似た惑星が存在するかどうかを仮説的に調査することを決定しました。そして、彼らもまた、いつの日か望遠鏡で検出される可能性がある表面を通してプルームを発射するのに十分な地質学的に活発であることができましたか? 近くのTRAPPIST-1システムの惑星を含む数十個の太陽系外惑星の数学的分析を通じて、Quickと彼女の同僚は重要なことを学びました:彼らが研究した太陽系外惑星の4分の1以上は海洋世界であり、大多数がエウロパやエンケラドスに似た表面氷。さらに、これらの惑星の多くは、ヨーロッパやエンケラドスよりも多くのエネルギーを放出している可能性があります。 科学者たちは、太陽系外惑星から放出される熱を測定​​することによって、または惑星の大気中の分子によって放出される光の波長で火山または低温火山(溶岩の代わりに液体または蒸気)の噴火を検出することによって、いつかクイックの予測をテストできるかもしれません。現在のところ、科学者は多くの太陽系外惑星を詳細に見ることはできません。悲しいかな、彼らは遠すぎて星の光に溺れすぎています。しかし、入手可能な唯一の情報を検討することで、Quickなどの科学者たちは、太陽系外惑星を住みやすい世界へと形作る可能性のある状況を想像するために、数学モデルと太陽系の理解を利用することができます。ない。 これらの数学的モデルに当てはまる仮定は知識に基づく推測ですが、科学者が有望な太陽系外惑星のリストを絞り込み、NASAの今後のジェームズウェッブ宇宙望遠鏡や他の宇宙ミッションを追跡できるように、生命にとって好ましい条件を探すのに役立ちます。 「太陽系を超えた生命の兆候を探す未来の使命は、地球全体の化学物質を変化させるほど豊富な地球規模の生物圏を持っている私たちのような惑星に焦点を当てています」と、Quick onこの分析。 「しかし、太陽系では、太陽の熱から遠く離れた海のある氷の月は、私たちが生命に必要であると私たちが考える特徴を持っていることをまだ示しています。」 可能な海洋の世界を探すために、Quickのチームは、地球に最も近いサイズの53個の太陽系外惑星を選択しました。科学者は、このサイズの惑星は気体よりも固体であり、したがって、その表面またはその下で液体の水を支持する可能性が高いと想定しています。 Quickと彼女の同僚が2017年に研究を開始して以来、これらのパラメーターに適合する少なくとも30個以上の惑星が発見されましたが、6月18日に出版されたJournals of the Astronomical Society of the Pacificで分析に含まれていませんでした。 地球サイズの惑星が特定された後、クイックと彼女のチームは、それぞれがどれだけのエネルギーを生成し、熱として放出できるかを決定しようとしました。チームは2つの主要な熱源を検討しました。最初の放射性熱は、惑星のマントルと地殻における放射性物質のゆっくりとした崩壊によって数十億年以上にわたって生成されます。その減衰率は、惑星の年齢とそのマントルの質量に依存します。他の科学者はすでに地球サイズの惑星のこれらの関係を決定していました。そのため、クイックと彼女のチームは、それぞれの惑星が星と同じ年齢であり、そのマントルが地球のマントルと同じ割合で惑星の体積を占めると仮定して、53の惑星のリストに減衰率を適用しました。 このアニメーション化されたグラフは、海洋がある場合とない場合の太陽系本体間の既知の地質活動と比較した、海洋がある場合とない場合の太陽系外惑星間の予測される地質活動のレベルを示しています。クレジット:Lynnae Quick&James Tralie / NASAのGoddard Space Flight Center 次に、別の何かによって生成される熱を計算しました:潮汐力は、1つのオブジェクトが別のオブジェクトを周回するときに重力の引き寄せから生成されるエネルギーです。引き伸ばされた、または楕円形の軌道にある惑星は、それらがそれらを周回するとき、それらとそれらの星との間の距離をシフトさせます。これにより、2つのオブジェクト間の重力が変化し、惑星が引き伸ばされて熱が発生します。最終的に、熱は表面を通過して空間に失われます。 熱の出口ルートの1つは、火山または極低温火山を通るルートです。もう1つのルートはテクトニクスを経由する方法です。テクトニクスとは、惑星や月の最外層の岩や氷の層の移動に関与する地質学的プロセスです。どちらの方法で熱を放出しても、惑星がどれだけ押し出すかを知ることは、居住性を損なう可能性があるため重要です。 たとえば、火山活動が多すぎると、住みやすい世界が溶けた悪夢に変わる可能性があります。しかし、活動が少なすぎると、大気を構成するガスの放出が停止し、冷たく不毛な表面が残ります。ちょうどいい量は、地球のような住みやすい、湿った惑星、またはヨーロッパのようなおそらく住みやすい月をサポートします。 次の10年間で、NASAのEuropa ClipperはEuropaの表面と表面下を調査し、表面下の環境に関する洞察を提供します。今日の調査結果によると、科学者がエウロパや太陽系のその他の居住可能性のある月について学ぶことができる科学者が増えるほど、他の星の周りの同様の世界をよりよく理解できるようになります。 「今後のミッションでは、太陽系の海の月が生命をサポートできるかどうかを確認する機会が与えられます」と、クリッパーミッションと土星の月タイタンへのトンボミッションの両方の科学チームメンバーであるクイックは言います。 「生命の化学的兆候が見つかった場合、星間距離で同様の兆候を探すことができます。」 Webbが打ち上げられると、科学者たちは、水瓶座の39光年離れたTRAPPIST-1システムで、いくつかの惑星の大気の化学的特徴を検出しようとします。 2017年、天文学者はこのシステムに7つの地球サイズの惑星があることを発表しました。これらの惑星の一部は水っぽいかもしれないと示唆している人もおり、クイックの推定はこの考えを支持しています。彼女のチームの計算によると、トラピスト-1 e、f、g、hは海洋世界である可能性があり、科学者がこの研究で特定した14の海洋世界の中にそれらを配置します。 研究者たちは、それぞれの表面温度を考慮することによって、これらの太陽系外惑星が海洋を持っていると予測しました。この情報は、各惑星が宇宙に反射する恒星放射の量によって明らかになります。クイックのチームは、各惑星の密度と、地球と比較して惑星が生成する内部加熱の推定量も考慮に入れました。 「惑星の密度が地球の密度よりも低いことがわかった場合、それはそこにはより多くの水があり、岩石や鉄分が少ない可能性があることを示しています」とクイック氏は語ります。そして、惑星の温度が液体の水を許容するならば、あなたは海の世界を持っています。 「しかし、惑星の表面温度が華氏32度(摂氏0度)未満の場合、水は凍っています」とQuick氏は語ります。「そうすれば、氷の海の世界ができ、それらの惑星の密度はさらに低くなります。」 詳しくは: Lynnae C. Quickら、地球外惑星での火山活動の予測率と太陽系外の海洋世界での低温火山活動への影響、太平洋天文学会(2020)の出版物。 DOI:10.1088 / 1538-3873 / ab9504 引用: 銀河では海のある惑星は一般的ですか? NASAの科学者が発見する可能性が高い(2020年6月19日) 2020年6月19日取得 https://phys.org/news/2020-06-planets-oceans-common-galaxy-nasa.htmlから このドキュメントは著作権の対象です。個人的な研究や研究を目的とした公正な取引とは別に、 一部は書面による許可なしに複製することができます。コンテンツは情報提供のみを目的として提供されています。 続きを読む
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