遠く離れた宇宙人は月を見て地球上の生命を発見できるかもしれない

生命が繁栄するのに必要な水、大気、ちょうどよい温度、岩石の表面を持つ太陽系外惑星は数多くあるかもしれない。我々に必要なのは、どこを探せばよいかということだけだ。天文学者が候補となる惑星を特定したら、次は、どのように探せばよいか、つまり、どの機器や方法を使えば生命の化学的特徴を嗅ぎ分けられるかを知る必要がある。その方法の 1 つとして、こうした特徴を本質的に増幅する新しい手法が考えられる。ヨーロッパ南天天文台の天文学者たちは、この方法を使って地球に生命を発見したばかりで、我々の故郷を太陽系外惑星であるかのように扱った。

地球の周回軌道を周回する衛星から見ても、この惑星に生命が存在するかどうかはすぐには分かりません。目に見えないからです (もちろん、緑の植物は別ですが)。しかし、化学的なシグナルは極めて明瞭です。地球の大気には、生命の代謝による生成と消費のサイクルがなければ自然に存在する量よりもはるかに多くの酸素とメタンが含まれています。

分光法では、こうしたガスや、いわゆるバイオシグネチャーを他の物質とともに検出できるが、信号が弱い場合がある。分光法では、惑星から反射する光をプリズムに通すようにして、その構成色に分解し、その色からどの元素が放出・吸収するかを判断する。これは、遠く離れた太陽系外惑星の場合、特に難しい。太陽系外惑星の主星が燃え盛るせいで、惑星の弱い光がかき消されてしまうからだ。北アイルランドのアーマー天文台のステファノ・バグヌーロ氏は、ESOの声明で「強力な電球の横にある塵の粒を研究しようとしているようなものだ」と述べた。

しかし、天文学者は、惑星の反射光と本来の星の光の特徴的な違いを利用できます。反射光は偏光していますが、星の光は偏光していません。光は大気圏を通過する際、海や陸上の植物からの反射と、空気中の粒子による反射の 2 つの方法で直線偏光します。そのため、偏光を観察する (分光偏光測定法) ことで、天文学者は惑星の反射光を正確に特定し、より詳細に研究することができます。

欧州南天天文台のバグヌーロ、マイケル・F・ステルジク、エンリック・パレは、地球から月面に反射する太陽光でこれを試した。彼らはチリの超大型望遠鏡の分光器を使い、地球光の直線偏光スペクトルを測定した。彼らは、地球が部分的に雲に覆われていること、地球には海があること、そして植物があることを突き止めることができた。観測は非常に感度が高く、植物の目に見える領域を10パーセントほど正確に特定することができ、自転する地球が光を反射するため、さまざまな時間における雲量の変化を知ることができた。次に彼らは、雲観測衛星データでこれらの測定値を確認し、月を通して確かに雲を見ていることを証明した。

この方法は他の惑星を観察するための基準を確立すると研究者らは言う。分光偏光測定法は、最終的には宇宙の他の場所で光合成生命が出現したかどうかを知ることができるかもしれない。

知的生命体についてはあまり語られていないが、それでも地球以外のどこかに生命体が存在するかどうかを知るための大きな一歩である。この研究は今週のネイチャー誌に掲載されている。