1997年のデータは、地球外生命体を発見する最大のチャンスであるエウロパに関する新たな知見を与えた。

1997 年 12 月 19 日、NASA のガリレオ宇宙船は木星の衛星の 1 つであるエウロパの表面上 125 マイルを通過しました。その 2 つの機器、磁力計とプラズマ波分光計が、データに小さな変化を示しました。宇宙船が送信した他の膨大な量の、明らかに興味深いデータと比較すると、この短い変化は信じられないほど小さな値に思えました。エウロパの広大な氷の殻の下に隠された地球規模の海洋の証拠や、近くの衛星イオの大規模な火山活動、または木星自体を取り囲む巨大な放射線帯に比べれば、取るに足らないものでした。

2003年にガリレオが木星に衝突してミッションを終える前に、この現象は送信された大量のデータの中に隠れ、あっという間に忘れ去られてしまった。

20年以上が経ち、それらの測定値は正当な評価を受けつつある。この短い点滅は、エウロパの氷の表面から宇宙に伸びる水の柱の存在を裏付けるかもしれない。この謎の液体の噴出は科学者にとって素晴らしいニュースだ。将来の探査ミッションでは、この液体の噴出をくぐり抜けてエウロパの地下の海を味わい、嗅ぐことができるかもしれない。これにより、未知の深さの氷の地殻を掘削できるロボットを設計しなくても、生命の進化を支える分子を探したり、おそらくは地球外微生物の痕跡を見つけたりできるかもしれない。この研究は、 Nature Astronomyに掲載された論文で現在閲覧可能となっている。

エウロパが宇宙に水を噴出している可能性を示唆する最初の兆候は、ハッブル宇宙望遠鏡が2013年に撮影した噴煙と思われる画像のせいだった。しかし、画像はかすかで、噴煙が存在するかどうか断言できるほどの証拠はなかった。2016年にハッブルが撮影した新たな画像には、噴煙の存在を示すさらに魅力的なヒントが示されたが、やはり十分ではなかった。具体的な答えを得るには、研究者は望遠鏡か、エウロパに十分近い場所からさらに調査できるものを使って、より感度の高いデータを取得する必要があった。突然、ガリレオのデータが新たな注目を集めるようになった。

ガリレオのプラズマ波科学機器の共同研究者ビル・カースは、2001年にエウロパへの接近飛行のたびに収集されたデータを比較した論文をまとめた。機器は、探査機の周囲の電子密度に関するデータも記録した。密度が高いほど、ガリレオが通過した物質が多いことになる。

「エウロパ 12 のフライバイでは、エウロパ周辺の環境の密度が他のフライバイの 5 倍ほど高く、それ自体興味深いものでした」とカース氏は言う。データには、密度が高いことを示唆する別のスパイクもあった。「当時、私たちはそれをあまり重視していませんでした。プルームや他のプラズマ源を仮定することもできたと思いますが、そのような解釈を裏付ける他の証拠はほとんどなかったので、それについてはあまり語っていませんでした。」

ガリレオのデータを振り返って、やや物議を醸したハッブル宇宙望遠鏡の写真と比較するというアイデアは、昨年まで浮かび上がっていなかった。ニューヨーク・タイムズ紙は、地球外知的生命体探査（SETI）研究所の科学者メリッサ・マクグラス氏が、高密度の領域に気づいたと報じている。彼女は科学会議での講演で、その高密度領域の一つが赤道付近で発生しており、ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた可能性のある噴煙とほぼ同じ領域であることを指摘した。

ミシガン大学の惑星科学者、シアンジェ・ジア氏は、会議でマクグラス氏がこのテーマについて話すのを聞いて興味をそそられた。同氏は、プラズマがエウロパを含む太陽系の天体とどのように相互作用するかを示すモデルに取り組んでいた。同氏は、ガリレオの観測結果がハッブルの推定プルームを突き抜けたことを裏付けるかどうかを調べるため、データに深く踏み込むことにした。カース氏を含む他の研究者とともに、ジア氏はガリレオの発見を新鮮な目で見始めた。

「正直に言うと、データは20年間公開されたままでした。ハッブルの検出は、私たちがこれをやることになった主な動機の1つです」と、新しい研究の主著者であるジア氏は言います。ジア氏のモデルは、エウロパから噴出する煙が持続し、ガリレオが煙を通過した際に測定した測定値と一致する状況を生み出す可能性があることを示しています。研究者の推定によると、煙の幅は約620マイルです。結果は煙の直接観測ではありませんが、既存のデータに対する最良の説明としてそのようなシナリオを提示しています。煙の直接確認には、将来のミッションからの証拠が必要です。

なぜもっと早く調べなかったのか？ハッブル宇宙望遠鏡の写真がもっと詳しく調べるきっかけにならなかったことに加え、データを正確に解釈するために必要なコンピューターモデルがまだ存在していなかったのだ。「データを理解するには優れたモデルが必要で、そのためには開発が必要でした。20年前には存在しなかったものです」とジア氏は言う。

この最新の研究で使用されたコンピューターモデルを開発し、噴煙の特徴を明確に特定するには時間がかかりました。ミシガン大学のジア氏と同僚は、太陽系の遠い範囲からの観察結果をゆっくりと取り入れ、ガリレオが持ち帰ったのと同じようにデータを解釈するために使用できる一貫した図にまとめました。

これらのモデルは、そう遠くない将来に再び使用される可能性が高い。ジア氏は、エウロパを詳しく調べるために宇宙船を送り込むエウロパ・クリッパー・ミッションの共同研究者である。カッシーニを含む太陽系外縁部の探査機よりも感度の高い機器を搭載したクリッパーは、低軌道でエウロパの周りを通過し、エウロパの詳細な測定を行う予定で、おそらく噴煙も測定する。噴煙の中を通過した場合、詳細な分析を行う装備も備えており、これはエウロパの内部についてもっと知りたい惑星科学者にとって魅力的な展望である。

「この衛星には、地球全体に海があるようですが、この海は氷で覆われており、氷の厚さはわかりません。数キロかもしれないし、10キロかもしれないし、氷の厚さについて明確な制約はありません」とジア氏は言う。「海を直接採取するには、氷を掘削する必要があります。想像がつくと思いますが、非常に遠隔地の環境では、それは容易なことではありません。別の可能性としては、この海がプルームを通して物質を宇宙に放出できる場合、宇宙船がこのプルームに入り、この海から放出される物質を収集する絶好の機会となります。」

「クリッパーの科学的目標を要約すると、エウロパを居住可能な世界として理解することだと言えるでしょう。生命の要素はあるのか、海洋の状態は生命の存在を促進するものか」とカース氏は言う。「要するに、ここは太陽系で液体の水がある手つかずの場所であり、そこで生命が誕生する可能性はあるのでしょうか？」

研究者たちは現在、これらの噴煙は断続的である可能性が高いと考えているが、その正確な発生源は衛星内部でまだ不明である。噴煙は海そのものからのものなのか、それとも地殻内の別の地下貯留層からのものなのか？噴煙には有機化合物や生命の構成要素が含まれているのだろうか？エウロパは将来の地球外惑星探査ミッションにとってさらに魅力的なターゲットとなるかもしれない。詳細を知るには、実際にそこへ行かなければならない。

エウロパ・クリッパー計画は先週、議会から追加予算を受け取り、早ければ2022年の打ち上げに向けて順調に進んでいるが、打ち上げ機に関する最終決定は2019年後半のプロジェクト見直し前には行われそうにない。

この新しいデータを手にした研究者たちは、ハッブル宇宙望遠鏡（および打ち上げられれば常時展示されるジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡）などの望遠鏡を通してエウロパを観察し続けるだろうし、これまでに収集したすべてのデータを調べ続けて、そのデータの中に他にどんな秘密が潜んでいるかを探るだろう。太陽系の水の衛星で地球外生命を探しているとき、地球にあるデータの中に最も驚くべき答えが潜んでいるかもしれない。