土星の衛星エンケラドゥスの氷の下で何かが起こっている。
科学者たちは、氷の世界には、氷の殻の下に隠れている地下の海の中で微生物が生息している可能性があると長年考えてきた。さて、地球上の新しい研究のおかげで、出版された今週の日記でネイチャーコミュニケーションズ、研究者たちは、微生物がその海の塩水の中で繁殖する可能性があるというもう少し多くの証拠を持っています。
前にカッシーニ探査機が墜落死2017年にはエンケラドゥスの南極付近で噴出する氷、水蒸気、ガスの噴煙の中を飛行した。探査機はその物質中にメタンガスの痕跡を発見した。
メタンは通常の地質学的プロセスを通じて生成されますが、メタン生成菌と呼ばれる微生物が生物学的にそのガスを生成する可能性もあります。
地球上では、メタン生成菌は、他の既知の生命体よりも広範囲の過酷な温度でも生存することができます。しかし、本当の疑問は、私たちが地球上で知っているメタン生成菌は月の過酷な環境でも生き延びることができるのか、そしてそれはエンケラドスについて何を教えてくれるのかということだ。
ウィーン大学で古代細菌（または古細菌）を研究するサイモン・リットマン氏はインタビューで、「水がほぼ凍る状態からほぼ沸騰する温度範囲全体をカバーできるのはメタン生成菌だけだ」と語った。 「現在、これができる微生物グループは他に知られていない。」
NASAのカッシーニ探査機は、エンケラドゥスに氷と水蒸気を噴霧する30機以上のジェット機を観測した。 クレジット: NASA
研究では、 リットマンと彼のチームは、これらのメタン生成微生物の 3 種を暴露しました。--の 1 つ どれの （M.オキナウェンシス)エンケラドゥスに存在すると考えられているさまざまな圧力、温度、酸性度のレベルで、華氏約 140 度で繁栄する太平洋の深海の噴出孔から来ています。
そのアイデアは、エンケラドゥスの氷の下に正確に何が潜んでいるのか、そしてそこにどのような条件が存在するのかが不明であるため、地球のメタン生成菌をさまざまな環境条件にさらすことでした。
彼らの研究室では、M.オキナウェンシス生き残った 土星の衛星に存在すると考えられているホルムアルデヒドや一酸化炭素のような敵対的な化合物の存在下でさえも、エンケラドゥスに似たすべての試験条件で行われました。
重要なことに、エンセラダス内部には酸素が存在する証拠がないため、リットマンのチームは酸素のない状態で微生物をテストした。その代わり、そこに存在するあらゆる生命は、火山噴火口から出てくる水素など、非生物的な手段から栄養を摂取しなければなりません。
「エンケラドゥスでは大量の光合成が起こっているとは考えられないため、これは特に重要です」とリットマン氏は述べた。
氷の殻と深さ40マイルの海があるエンケラドゥスの内部地質と思われる様子を示す図。 クレジット: NASA
地球上では、深海の噴出口の周囲に生息するメタン生成菌は、生き残るために水素や二酸化炭素などを「食べて」います。なぜなら、これほどの重圧、暗闇、寒さの中で生き残ることができるものは他にほとんどないからです。これらの化合物の消費による生成物、つまり生成物はメタンです。研究によると、同様の微生物がエンケラドゥスの氷の殻の下で波打つ海中でも同じことをしている可能性があるという。
マッシュ可能な光の速度
ジョージア工科大学で宇宙生物学を研究しているジェニファー・グラス氏はインタビューで、「メタン生成菌の可能性は間違いなくあると思う」と語った。
「（メタン生成菌の）正確な種類はわかっていないが、エンケラドゥス内部にメタンを存在させる生命が存在する可能性がある」と、新たな研究には関与していないグラス氏は述べた。
グラス氏は、エンケラドゥスの海は地球の海とかなり似ている可能性があるが、おそらくpHレベルが高く、酸性度が低いことを除いては述べている。
ここにリットマンの研究の限界がある。研究者らは「非常に高いpHで」生存できるメタン生成菌の種を使った実験を行っていない――そしてそのような条件がエンケラドゥスの海に存在する可能性がある。
それでもグラス氏は、研究者らが調査した環境条件が科学的に確かなものであることを発見した。 「データの品質と実験の数は膨大で印象的です」と彼女は新しい研究について語った。
しかし、エンケラドゥスのプルームからメタンガスが噴出しているとはいえ、それが微生物から出ているわけでは決してありません。
「そもそもの問題は、メタンは生物学的である必要があるのかということです。」彼女は尋ねた。
2017年、カッシーニ探査機は土星の後ろに沈むエンケラドゥスの画像を捉えました。 クレジット: nasa/jpl
答えはノーです。このガスは月の深部の地質過程から発生した可能性がある。
一方、地球上の微生物は何千年もの間、水素と二酸化炭素を栄養源としてきたので、別の世界でも同じことをする可能性は十分にあります。
「これは噴火口や火山から出てくる可能性があります」とグラス氏は言う。 「つまり、これは生命が存在する可能性があると考えられる他の惑星体にとって良いモデルとなるのです。」
しかし、エンケラドゥスのメタンが微生物に由来するのか、それとも地質に由来するのかを解明するのは難しいだろう。
「メタンが生物学的であることを決定的に証明するためにバイオシグネチャーを分類することは非常に困難です」とグラス氏は述べた。
そのためには、エンケラドゥスから放出されているメタンのより詳細な画像を取得するために、約7億5000万マイル離れたエンケラドゥスに別の探査機を送る必要があるだろうとリットマン氏は述べた。
しかしリットマン氏は、実際に月に着陸してエンケラドゥスを私たち自身の微生物で汚染するよりも、プルームを通って飛行する方がおそらく賢明だと述べた。
「もしそこに着陸したら、実験全体が台無しになるかもしれない」と彼は言った。
アップデート： この記事は、研究者が研究でどのような実験を行ったかを明確にするために更新されました。