木星の衛星エウロパの生命の証拠は地表からわずか数インチ下に存在する可能性がある

結局のところ、エウロパの表面を文字通り引っかくだけで生命を見つけることができます。

本日Nature Astronomyに発表された論文の中で、JPL の研究者グループは、最も過酷な放射線にさらされている地域であっても、木星の衛星エウロパで生命の証拠を見つけるために氷の表面を 20 センチメートル、つまり 8 インチ弱掘り下げる必要はないかもしれないと主張している。

エウロパは木星の4つの大きな衛星の1つで、その下には海があることが知られており、太陽系内で生命が存在するのに最適な場所の1つと考えられています。しかし、この衛星は木星の強力な放射線に大量にさらされており、その放射線は木星の外まで及んでいます。エウロパの厚い氷の殻の下の生命は十分に保護されているものの、研究者たちは、表面に生命の証拠がまだ見つかるかどうか、あるいは放射線によって破壊されてしまうかどうかを知りたかったのです。

「エウロパの表面の放射線は、まるで粒子加速器の中にいるかのように、表面上で非常に強いことは、以前からわかっていました」と、ジェット推進研究所の研究科学者で論文の主執筆者であるトム・ノードハイム氏は言う。

生命の証拠が海底から地表に届くまで、大まかに次のような図が描かれている。エウロパには活発な「プルーム」がいくつかあることが知られている。これは氷の間欠泉のようなもので、海水を数マイル宇宙空間に噴き上げ、再び地表に落ちる。その海水は、地球の海水と同様に、微生物や生命に直接関係する他の化学物質で満たされている可能性がある。微生物が地球外への短期間の旅を生き延びる可能性は低い。しかし、生命の副産物は生き延びるかもしれない。この研究では、それらの副産物がどれだけ生き延びるか、そして将来のNASAのミッションで検出できるかどうかを知ることが目的だった。

この研究では、木星の放射線が最も強く当たる場所を調べた。その地域では、表面が放射線に絶えずさらされ​​ているため、タンパク質の構成要素である一部のアミノ酸は存続できない。しかし、約4〜8インチ下の場所では、これらのアミノ酸はもう少し保護されている。仕組みは次のようになる可能性がある。内部の海にあるアミノ酸が宇宙に放出され、放射線によって変化し、表面に戻ってきて、一部のアミノ酸が生き残れる時間スケールで、より多くの氷の堆積物に覆われる。次に、将来の着陸機は、アミノ酸を見つけるのに十分な深さでコアサンプルを採取し、エウロパが生命にとって適していることを確認するだけでよい。放射線の最も厳しい場所以外の地域では、アミノ酸は文字通り表面のすぐ下にある可能性がある。

「最も放射線量の高い地域でも、破壊されていない物質を見つけるには表面を少し削るだけで十分です」とノードハイム氏は言う。

これはNASAのエウロパ周辺における今後の計画に大きな意味を持つ。2022年、NASAは木星系に向けてエウロパ・クリッパーを打ち上げる。探査機がエウロパの軌道に留まった場合に受ける放射線から探査機を守るため、クリッパーは実際に木星の周回軌道に入り、エウロパに数回接近飛行する。議会の予算案では着陸機をミッションの一部にするよう求めているが、NASAは主に周回機の設計に集中してきた。この研究は、2022年であろうと、もっと先のエウロパ・ミッションであろうと、着陸機で生物の痕跡を見つけるのはそれほど難しいことではないことを示している。

着陸機の予備計画では、エウロパに10センチの深さまで掘削できる可能性があるとされていたが、この計画は昨年発表されたもので、変更される可能性がある。

「これは、掘削が可能であり、しかもぎりぎり浅い深さで掘削できることを意味します」と、惑星の居住可能性を研究する SETI 研究所の科学者、キンバリー・ウォーレン＝ローズ氏は言う。「これにより、居住可能な環境を探しに行くことができるという期待が本当に高まります」（ウォーレン＝ローズ氏はこの研究には関与していない）。

多くの人がエウロパを自ら探検したいと考えているかもしれないが、ロボットによる探検が現時点では最善の選択肢だ。放射線はエウロパの一部の地域に他の地域よりも強く影響するが、どこに着陸しても、その広範囲にわたる放射線は人類にとって確実に致命的となる。「放射線地帯の外にいる方がはるかに有益であることは確かだが、エウロパのどこに立っていても人類にとって無害な環境だとは思えない」とウォーレン・ローズ氏は言う。

研究チームの次のステップは、エウロパの磁場と電離層が木星の放射線帯とどのように相互作用し、またおそらく押し付けているのかをより詳しく調べることだ。エウロパのデータは、1990年代と2000年代に木星を周回したNASAのガリレオ探査機に搭載された高利得アンテナの故障により多少妨げられているが、ノードハイム氏は、エウロパの優れたモデルを構築するには十分なデータがあると述べている。もしこれらのモデルによってエウロパの磁場が月を放射線から守っていることが判明すれば、月での生物の痕跡の発見についてさらに明るい見通しが描ける可能性があり、さらには探査機による探索方法も特定できるかもしれない。

今後の研究がどのような結果になろうとも、太陽系における生命の探究は依然として深く重い問題である。幸いなことに、今日の研究は、宇宙生物学者がその答えを見つけるために考えていたほど深く掘り下げる必要がないかもしれないことを示している。

訂正 7/27: この記事の以前のバージョンでは、Kimberley Warren-Rhodes 博士を Amy Warren 博士と誤って記載していました。