地球にBはない

1992 年以来、天文学者は 5,000 個近くの太陽系外惑星を発見しており、私たちの銀河系だけでも数十億個 (数十億個) の太陽系外惑星があると推定しています。これらの統計を考慮すると、何光年も離れたところに地球のような別の天体が存在し、冒険心のある人類による発見を待っているかもしれないと想像するのは楽しいことです。そこには、足を踏み入れる大陸、呼吸するのに適した大気、飲み込む水、抽出する資源、そして採取する食物があるかもしれません。私たちの探究心は、いつの日かワープ ドライブによって祝福されるでしょう。

この架空の惑星には名前がある。惑星B。プラン​​Bという意味だ。よく知られている惑星Bは、惑星Aで事態が悪化したときのための、現実的または哲学的な一種の脱出口として機能する。この地球上のいとこは長い間SFに登場し、地球人がそのような場所を、時には無意識のうちに思い描く方法を形作ってきた。「スターウォーズのようなものが太陽系外惑星で起こるという事実について、私たちは考えたこともありません」とイェール大学の人類学者で『 Placing Outer Space』の著者であるリサ・メッセリは言う。結局のところ、 『新たなる希望』は実際の太陽系外惑星が発見される15年前に書かれたものなのだ。

しかし、科学者の乏しい世界観と一般大衆の鮮明な想像力の間には大きな隔たりがある。実際の惑星の詳細は依然として不明瞭で、望遠鏡で判断できるのは、大きさ、質量、恒星からの距離、大まかな温度、そして特定の条件下では大気中に浮遊する分子くらいだ。科学者たちは、惑星B候補がいくつあるか、あるいはそのどれが本当に地球に似ているのかさえ確信が持てない。

12月24日に打ち上げられるジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、そのギャップを（少しは）埋めるのに役立つだろう。その大きな鏡と機器は、遠く離れた場所にもっと鮮明な焦点をもたらす。しかし、一般大衆の想像の中では、惑星は科学的に識別できる以上の個性と可能性を常に持っているのかもしれない。それは、SFの世界では惑星のキャラクターを発展させてきた長い歴史があるからでもある。

惑星は長い間、「特別な航海の終着点」として登場してきた。シカゴ大学の SF 研究者アナ・クリムチンスカヤ氏は、16 世紀という早い時期に「私たちは新世界と呼ばれるものを『発見』し、その動植物やその描写、そしてこうしたすばらしいものすべてがヨーロッパに持ち帰られていた」と語る。18 世紀までには、作家たちはその目新しいものを大気圏外、地球人が住むことのできる別の惑星へと外挿し始めた。啓蒙時代あたりの政治的、社会的実験的な考えの中で、彼らは人間の生活がどう違うかを想像した。つまり、別の世界は政治風刺や空想的な「もしも」の容器となったのだ。「他にどんな方法で社会を築けるだろうか」とクリムチンスカヤ氏は言う。「ユートピアとはどんなものだろうか」

その執筆形式は、一種の原始的サイエンス フィクションでした。今日私たちが考える真の SF は、科学自体が一般大衆に普及し、国々が産業化され、進化論が広く受け入れられ、地球はかなり古く、恐竜がいたことが知られるようになった 19 世紀にようやく始まりました。科学的に厳密な推測が文学に浸透しました。クリムチンスカヤ氏によると、それが「人類が世界に対して持つ新しい力の感覚に基づいた新しい物語形式」を生み出しました。そして、他の世界も。

しかし、20 世紀初頭から中頃、そして今日に至るまで、架空の惑星の多くは地球に似ているに過ぎない。それらは、シカゴ大学の SF 研究者キャサリン・ビューズが「非生態学的」と呼ぶもので、現実世界の 1 つか 2 つの側面のみを包含するものである。ゴムだけでできた球体、砂漠の惑星、女性だけが住む惑星などである。作家がこれらの特徴を誇張したのは、物理的、技術的な理由によるものではない。これらの惑星は、並外れた航海の果てにある惑星のように、推測を抱かせるために存在していた。

文学の可能性に変化が起きたとビューズ氏は言う。ペンネームがハル・クレメントだった作家ハリー・クレメント・スタッブスが1954年に『重力の使命』を出版したときだ。この連載小説で彼は、重力が地球の700倍も強い惑星を想像している。その惑星は冷たく、高速で回転し、液体メタンで満たされている。エイリアンはそのような環境に適応している。物語は、登場人物たちが天候、地質、大気、重力を理解しようとする試みを中心に展開する。合理的な調査によって、彼らはいわゆる苦境から抜け出す。「答えは常に、何らかの形でさまざまな科学分野を統合することです」とビューズ氏は言う。

スタブの作品は、ゼロから惑星を作り上げて、読者にそれを一つの世界として体験させる方法も示した。彼の作品とそれに続くフィクションは、地球は地球だけではない、そして科学のツールがあれば、地球と全く同じではないとしても、他の惑星でも生存可能であるという感覚を人類に与えた。

しかし、視覚的な SF は、一般の人々が「地球のような太陽系外惑星」が何を意味するかについて考える際に、おそらくより強い影響を与えてきた。たとえば、 『スタートレック』の世界は、太陽系外惑星の外観に関する考えを私たちに吹き込み、その映像は無意識のうちに社会概念に浸透している。

しかし、その結果として生まれるビジョンはかなり恣意的だ。例えば、トレックの世界はロサンゼルス周辺に似ている傾向があるが、それは太陽系外惑星が私たちのテクノロジーの中心地に似ているからではない。「彼らには予算がなかったので、ただ外に出ただけです」とクリムチンスカヤは言う。一方、スターゲイトはブリティッシュコロンビアで撮影されたため、すべての惑星がバンクーバーのように見える。

一般の人々の想像する北米型の球体の数も誤解を招くものだ。「人々は『スタートレック』を見て、『銀河には居住可能な惑星がたくさんあるはずだ』と思うのです」と、太陽系外惑星を研究するミシガン大学の天文学者ケイトリン・ラスムセン氏は言う。

地球が気候変動から核兵器まで、存在に関わる問題に直面している今、そのゴミは特に輝いているように感じられる。「人間が完全に台無しにしていない別の世界があるという事実に直面するのは、特に魅力的です」とラスムセンは言う。そのような世界という考え自体が、哲学的な惑星Bとして機能する可能性がある。脱出計画ではないにしても、現実逃避の空想だ。

しかし、架空の惑星 B の密度を「散らかっている」という言葉で表現するのは適切ではないかもしれない。「実際には、私たちには分からないのです」とラスムセン氏は言う。「太陽系周辺で地球のような惑星はまだ見つかっていません。見つかる可能性はありますが、その範囲と居住可能な寿命は非常に狭いのです。」

ニュース記事で「地球サイズ」の惑星や「居住可能ゾーン」の惑星の発見が頻繁に取り上げられると、その希少性は忘れられがちで、あるいはまったく知ることもない。こうした用語は、映画で言う「実際に地球に似ている」や「実際に居住可能」によく似ている。しかし天文学者が言いたいのは、その惑星が液体の水が存在できる非気体の世界であるということだ。

右にスワイプするには、これはかなり空っぽなTinderプロフィールです。Planetsのデート顔も鮮明な写真に近いものはなく、暗いクラブでネオンの逆光で撮影された写真のようです。

科学者は、地球の大きさ、質量、恒星からの距離、そして地球の気温や温度など、基本的な事柄を識別できる。また、ハッブル宇宙望遠鏡やヨーロッパ南天天文台の 3.6 メートル望遠鏡とその高精度視線速度惑星探査機などの今日の機器を使えば、特定の大気分子がどれだけ豊富であるかを判定できる…ただし、それは恒星に近い大きな惑星に限られる。

地球から見ると、ある惑星がその恒星の前を通過すると、キャンプ用のランタンの前を飛ぶ蚊のように、太陽の光が少し遮られる（この遮蔽によって、そもそもその惑星の存在が明らかになることも多い）。惑星の大気圏を通過する恒星の光のきらめきと、そのフィルタリングされた光の特徴から、大気圏の中身がわかる。より近くを周回する大きな軌道を持つ惑星は、比率的に恒星の光をより多く遮り、フィルタリングするため、識別が容易になる。「今後10年間で、我々は、まだ高温で居住可能領域には入れない、より小さな惑星へと向かうことになるだろう」とラスムセンは言う。それらの惑星が本当はどのようなものか、生命が存在する特徴があるのか​​どうかがわかるようになるまでには、まだ長い道のりがある。

それでも、地球のような球体を想像し、発見することに興味を持っているのは SF ファンだけではない。天文学者たちが興味を持っているのは、脱出口を探すことではなく、地球が、そして私たち人間が、より広い宇宙の中でどのように位置づけられるかを理解できる可能性である。

存在に関する「うーん」という疑問に向き合う方法は人それぞれだ。宗教心のある人は聖書に頼るかもしれないし、哲学者なら公理に頼るかもしれない。天文学者にとって、この疑問は「『我々は宇宙の他の場所と同じようなものだろうか？』」とメッセリは言う。答えを得るには、地球がユニークなのか、ありふれたものなのか、それともその中間なのかを突き止める必要がある。つまり、我々と我々と生物圏を存続させている条件がユニークなのか、ありふれたものなのか、それともその中間なのかを理解する必要があるのだ。

彼女の研究は、科学者が双子の地球に興味を持つ理由の裏に、哲学的な脱出口とまったく同じではない別の感情があることを明らかにした。それは一種の郷愁だ。「別の地球、手つかずの地球、政治に煩わされない地球という幻想」とメッセリは言う。太陽系外惑星、特に現在のデータ不足の形態は白紙の状態だ。純粋に仮説的な大陸に、人間はこの惑星の最もプラトン的なバージョンを投影することができる。

このように、科学者の惑星Bの探究と一般の人々の惑星Bの構想は、まさに今ここにあるものへのこだわりによって動機づけられている。「私たちが他の惑星について考えているとき、実のところ私たちは常に地球について考えているのです」とSF学者のビューズ氏は言う。

JWSTのおかげで、科学者たちはこのような場所の発見に一歩近づいた。その大きな鏡のエネルギーは、天文学者がより遠くの小さな世界を観察するのに役立つだろう。「より多くの光を集めることができるので、より明確な信号を得ることができます」とオハイオ州立大学の大学院生で、JWSTが地球より大きく海王星より小さい「ガス矮星」惑星の生命の痕跡を検出できるかどうかを研究しているカプリス・フィリップスは言う。JWSTはまた、ハッブル宇宙望遠鏡よりもはるかに遠い赤外線まで届く幅広い波長の光を見るが、赤外線のみを観測するスピッツァー宇宙望遠鏡とは異なり、可視光線の波長にも目を光らせている。それは単に人間の目が捉えられる波長よりも長いだけでなく、微生物が水素と窒素を分解するときに生物活動で生成されるアンモニアなどの化学物質がより多くの信号を発する領域でもある。

しかし、たとえJWSTや将来の望遠鏡が、大気中のアンモニアのような、生命が存在する可能性を示す有望な兆候を見つけたとしても、フィリップス氏の専門分野である、その研究はまだ始まったばかりだ。「すぐに『生命を発見した。存在している』とは言えません」と彼女は言う。追跡観測で、その兆候が現れたかどうかを再確認する必要がある。また、火山活動や太陽活動など、他のプロセスもその化学反応を引き起こす可能性があるため、天文学者は可能性を区別する必要がある。宇宙飛行士がロケットで直接行って何が起こっているかを見ることはできないため、これは曖昧なプロセスだ。

フィリップス氏と他の天文学者たちは、Pandexo と呼ばれるソフトウェアツールを使って、JWST が実際の惑星の大気について何を明らかにできるかを推定している。恒星の温度、惑星の半径、望遠鏡が惑星が恒星の前を通過するのを何回観測するかなど、太陽系外システムの特徴を入力すると、Pandexo は望遠鏡からシミュレートされたデータを吐き出し、科学者がベリリウムの鏡で何が見えると考えているかを示す。「実際にデータがどのようなものかを見たら、さらにすごいことになるでしょう」とフィリップス氏は言う。結局のところ、現実世界は、ソフトウェアから飛び出したものであっても、架空の予測を完璧に反映することはめったにないのだ。

天文学者たちは、地球サイズの惑星を 7 つ持ち、そのうち 3 つが居住可能領域にある TRAPPIST-1 のような有望な太陽系から得られる実際のデータに関心がある。しかし、それらの場所の鮮明な画像を得ることは、明日のような目標ではない。「その目標に到達するには、まだ少し時間がかかるかもしれません」とフィリップス氏は言う。「でも、念頭に置いておいてください」。

人類が太陽系外惑星を見る能力自体が新しいため、忍耐が必要です。「これは非常に発展途上の分野で、未知のことが非常に多くあります」とフィリップスは言います。JWST とその後継機器は、人類が惑星とその大気について知っていると思っていた驚くべき事実を暴くかもしれませんし、おそらくそうなるでしょう。フィリップスのような科学者にとって、それはそれ自体が一種の並外れた旅です。「未知の世界への旅です」と彼女は言います。「常にです。」