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太陽系外惑星に生命を探せ。宇宙空間をめぐる巨大プロジェクトとは?

      2018/07/01

生命体を育む地球のような美しい惑星が、太陽系外にもあるのだろうか―。一九九五年、太陽系外に惑星が発見されるという天文学史上の大発見を契機に、地球外の生命の存在を確認する世界的レースが始まった。大きな節目を迎えるこの分野で、今何が起こっているのか。日米欧共同の巨大惑星の探査「アルマ計画」は何を目指すのか。天文学の現在と未来を知る一冊。

次々と見つかる太陽系外の惑星

特にこの地球のように水を持ち、生命体を 育む美しい惑星が、太陽系外にもあるのだろうか――。これはわれわれ人類にとって、宇宙への最大の興味であり最大の謎で、この長年の謎を解明すべく、世界中の天文学者によって観測活動が続けられてきた。そして、とうとう一九九五年に「太陽系外に惑星を発見した」という報告が、イギリスの科学雑誌『ネイチャー』に発表された。スイスのジュネーブ天文台のメイヤー博士とケロッツ博士によるものだが、まさにこれが太陽系外惑星の最初の大発見となった。しかしこれは単なる大発見というのではない。これを契機に「太陽系外惑星の生命探索」という長いチャレンジが始まり、今まさにそのための観測が次々にすすめられているのだ。私は、メイヤー博士たちが「それはペガサス座の五十一番星にある」と発表したと聞いた時、まず、どうやってその星に惑星を見つけたのかということに、たいへん興味を持った。

太陽系外に次々と惑星が見つかる中、我々の地球と同じような環境の惑星が見つかり、そこに生命がいるのではないかという期待は高まる一方だ。宇宙がとてつもなく広大だということを考えれば、観測不能なほど遠い惑星で人類と同じような進化を遂げた生命体がいてもおかしくないのではと思う僕。とても息の長いチャレンジとなってしまうが、人類共通の興味であることは間違いない。映画やなんかで度々題材となる地球外生命体、AIとともにこれから研究が進めば、僕たちの生活を変えていく研究になるかもしれない。

「シルエットディスク」とは?

ハッブル宇宙望遠鏡は、宇宙空間から天体現象を観測できる。この望遠鏡の最大の強みは、地球大気を通さずに天体を観測できることである。望遠鏡の解像度は、望遠鏡の大きさで決まると既に述べた。しかし、望遠鏡の角度分解能が一秒近くになると、大気の影響が邪魔をする。肉眼で星を見ても、その光はキラキラ瞬いて見える。これが、大型望遠鏡にとって大敵の大気のゆらぎである。大口径の地上望遠鏡自体はシャープな像を結ぶ能力があっても、地球大気のゆらぎによって、星の像が望遠鏡の焦点で動くのである。これを長い時間露出するから天体の像自身は「ぼやけた」像となるのである。宇宙空間ではこの大気のゆらぎを受けることがないので、ハッブル宇宙望遠鏡は同じ口径の地上望遠鏡に比べて、解像力が抜群に高いのである。

一度は名前を聞いたことがあろうかと思う、ハッブル宇宙望遠鏡。それにより今までぼやけて見えずらかった天体像がはっきり見えるように。同じ口径の地上望遠鏡と比べてもその差は歴然。こうした技術で、少しずつだが、宇宙の姿が明らかになりつつある。1995年にオリオン大星雲で素晴らしい画像を捉えることに成功。そこには四つの天体が写り、いずれも中心に明るく光る部分があり、その周囲を暗い楕円形のものが取り囲んでいるのが見える。そして、その外側には光が。この黒いシルエットが光学望遠鏡で初めて捉えられた原始惑星系円盤なのである。この円盤別名「シルエットディスク」と呼ばれている。

 第二の地球目指して

生命体の存在を見るためには、文字通り星の数ある恒星の中から、「地球型の惑星」を持つ対象を絞り込むまでが大変な作業となる。そのために地上観測や大型望遠鏡によるひたむきな努力によって、やっといくつかに候補が決まったとする。そして、そのうちのひとつに決めてひたすら見続けてたとしても、大気に存在する分子の確認には多くの時間を必要とする。三・五メートルクラスの望遠鏡が四台でも、二酸化炭素の確認には三日程度かかると思われる。三日間ずっとその天体を観測し続けて、光をためてスペクトルを得なければ確認がとれないのである。それぐらい微弱な信号である。生命の痕跡であるオゾンやメタンとなると十五日以上見続ける必要がある。それだけの時間観測し続けても、必ず生命の存在を示す証拠が出てくるとは限らない大変なチャレンジなのだ。

地球型惑星の探索は困難を極める。ロマンとして第二地球を目指すのは夢があって良いと思う。いつの日か地球外生命体と遭遇する日が来るかもしれない。それは我々よりも高度な進化を遂げた生命体であるかもしれないと想像するのは楽しい。広い宇宙で可能性がないとは言えないので、今後もこうした研究は継続して続けられるだろう。人類絶滅の日がそれよりも早いかもしれないが。

広大な宇宙で生命がいそうな惑星を探すこと、宇宙空間をめぐる巨大プロジェクトは地球に住むものの関心事であることは間違いない。当事者が明かす壮大なプロジェクトを成果を交えて紹介。宇宙研究の今がわかる書籍です。

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