スノーモービルで南極大陸を探索していた隕石ハンターたちは、1984 年に寒くて岩の多いアラン ヒルズ沿いで、後に世界を驚かせることになる古代の何かを発見しました。科学者のチーム発表された約13,000年前に火星に着陸した重さ4ポンドの隕石は、地球が初めて火星の生命の証拠を垣間見た可能性があることから12年後。
発表されたのは見出し。当時のビル・クリントン大統領もこのことについて国民に演説したテレビでとNASAの宇宙生物学プログラム・惑星防衛調整局のコンサルタントであるリンダ・ビリングス氏は回想した。
「それは大きなニュースでした」と彼女は言った。 「しかし、その後数カ月間、科学界は提示された証拠を検討し、これは微生物の生命の証拠ではないということで合意が得られました。」
隕石の表面は、緑、灰色、茶色、黄色、青の色合いで覆われており、よく見ると、黒と白の縁が付いた焦げたオレンジと金の円盤が見えます。火星生命説の背後にある科学者たちは、微生物のようなくぼみと磁鉄鉱の結晶黒い縁の中に、数十億年前に小さな火星の生命体が残した可能性があります。 90年代、多くの科学者は、磁鉄鉱の結晶を生成する地球上のバクテリアのごく一部にもかかわらず、それだけでは何も証明できないと述べた。
案の定、数年後、科学者たちは次の方法で磁鉄鉱の結晶を実験室で再現できることを発見しました。炭酸塩の加熱生物の助けを借りずに。さらなる研究により、衝撃波火星でこれが起こるのに十分な熱が提供された可能性があります。この奇妙な隕石には火星生命の決定的な兆候は見られないという科学的なコンセンサスは今日でも残っている。
ソフトボールほどの大きさのALH 84001、1996年撮影。 クレジット: NASA/JSC/スタンフォード大学
地球外生命体の探索では、畏怖と失望の感情的なジェットコースターを繰り返し乗ることが予想されます。それは長い旅であり、発見して学べば学ぶほど、何かが地球外生命体の証拠であることを証明することが難しくなります。 ALH 84001 は科学者のハードルを引き上げました。たとえ新しい発見が一見すべての正しい項目にチェックを入れているように見えても、生物との関連性を反証する説明をひねり出す研究者が常に存在するでしょう。
「それが科学の仕組みです」とビリングス氏は言う。あらゆる可能性を排除しない限り、常に疑問符がつきます。
「探査機の前でウサギがジャンプしない限り、それがロボットではないことを確認する必要があるが、それは難しいだろう」とカール・セーガン・センター所長のナタリー・カブロル氏は語った。SETI研究所、地球外生命体の探索と研究に特化した非営利研究組織。
地球外生命体とは何ですか?
人生とは正確には何なのかについてのコンセンサスはありません。ウサギのスケールでは、それを判断するのは簡単ですが、マイクロスケールに拡大すると、それははるかに困難になります。地球上の生命のように代謝をするものなのでしょうか？それはガスやエネルギーなどの入力を受け取り、その一部を使用し、残りを変換された出力として排出するものですか?
「私にとって、それは人生のパイプです」とカブロールは語った。 「それが人生だする。しかし、私たちが答えていない質問は、人生とは何かということですは」
カブロールもアイデアを共有しました。
カブロル氏は、宇宙を構成する要素を見て、すべてはエネルギー（熱）と情報（原子）で構成されていると述べました。神経科学や人工知能などの分野の科学者がこのテーマにどのように取り組んでいるかをヒントにすると、最も単純な定義では、生命はエネルギーと情報の交換にすぎないのかもしれません。では、宇宙のあらゆるものはエネルギーと情報を共有しているのではないでしょうか？
「方程式を単純化すると、これらの新しいモデルは、宇宙は生きており、すべてのものは生きており、私たちが生命として認識しているのは、情報とエネルギーが交換されるときを理解する私たち自身の能力だけであるという結論に達します。」言った。
私たちが宇宙で起こっているすべての化学反応が生命の表現であるというのは、頭がくらくらするような考えです。岩石や金属の衝突、固体、液体、気体が互いに混ざり合ってさまざまな化合物を形成する際の加熱と冷却、星やガス惑星の放射、それらすべてが生命です。したがって、おそらく地球外生命体の探求をより適切に説明するのは、生命の多様性の発現の探求、つまり私たちが狭い視野に基づいて生命として認識するものを探求することだろう、とカブロル氏は述べた。
生まれたばかりの星が明るい青色に輝き、周囲のガスや星雲の塵を「食べる」のは、生命の表現なのでしょうか？ クレジット: NASA
それを念頭に置いて、私たちが地球外に生命体として一般に考えているものの存在を証明する、どのような証拠を探しているのでしょうか?メリーランド大学カレッジパーク校にあるNASAゴダード宇宙飛行センターの副研究員マーク・ヌヴー氏は、「私たちはタンパク質やDNAの断片を探しているが、それらは地球上の生命の構成要素としてのみ観察されている非常に基本的な分子構造である」と述べた。
「問題は、それらが地球上の生命にかなり特異的であるように見え、生命が他の場所で出現し、異なる一連の化合物を使用していると想像できることです」と彼は言う。
地球上のものとまったく同じに見えないかもしれない他の場所の生命の兆候は、「不可知論的なバイオシグネチャー」として知られています。宇宙生物学者として知られる、宇宙の生命の起源と将来を研究している科学者たちは、それらの兆候が何であるかを常に探しているとヌブー氏は述べた。それらは、形態学とも呼ばれる物の形成方法、つまり特定の形状、くぼみ、または化石の痕跡に関連付けられている可能性があります。
「これには、たとえば、細胞のように見える塊状のものも含まれます。」ヌブーは言った。 「さまざまなサイズのそれらや、分裂しているように見えるいくつかのものが見られれば、それは、多様な成長と繁殖が起こっていることの良い証拠となるでしょう。」
また、DNA と同様の特性を持つ構造が存在する可能性もあります。 DNA には、スパインを構成するマイナスに帯電したリンと酸素のイオンの特徴的な集合体があり、複製するとスパインが互いに反発し、2 本の鎖に解けるようになります。
「情報を保存したり転送したりできる分子を作りたい場合、これらの特性はおそらく普遍的であると考えられます」とヌヴー氏は言う。原子が反射する光の波長を測定する分光計などの機器を使用して観察できます。
このような種類の標識は壊れやすく、完全に無傷のものが見つかる可能性は非常に低いことに注意してください。マーズ・パーサヴィアランス探査車は、その印象的な機器搭載量を備えているにもかかわらず、単独では何かが本当に生命の兆候であるかどうかを判断できない可能性があり、非常に幸運で火星上で 3 つまたは 4 つの兆候を発見した場合、やるべきことはさらにあります。生命の痕跡と思われるものを見つけることは、地球外生命体を描いた小説の一章にすぎません。次の章を読むには、将来の火星ミッションを含め、何年もの研究が必要になる可能性がありますが、エピローグに飛びつきたくなるかもしれません。
もちろん、探査機が地表を飛び跳ねているウサギを発見しない限りは。
マッシュ可能な光の速度
地球外生命体への手がかり
構成が地球に最も似ている火星の探査の初期に、私たちは、私たちが知っている生命の重要な成分であり、その惑星が住みやすかったかどうかを示す指標である水の証拠を探しました。
のようなミッションマリナー9そしてオデッセイそれぞれ 1971 年と 2001 年に火星の軌道に送られた探査機は、過去の水流の決定的な証拠である峡谷、川底、湖底を地表上と下で発見しました。さらなるミッションにより、氷の形の水が存在するという理論が確認されました。現在火星に存在する。
この画像の中央付近にあるジェゼロ クレーターは、デルタ状の浸食が残っていることを考えると、おそらく表面に水が流れていたであろう火星の領域内に位置しています。マーズ・リコネッサンス・オービターによって撮影されたこの画像は、NASA の探査機パーサヴィアランスが着陸予定の場所を詳しく撮影したものです。 クレジット: NASA / JPL-Caltech / MSSS / JHU-APL
火星を超えて、土星の衛星タイタンとエンケラドゥス、そして木星の衛星エウロパで、液体の水の海と川全体が発見されています。
水は、私たちがこれまで考えていたほど希少な商品ではないことが判明し、水だけでは生命の存在を証明できないとヌヴー氏は説明した。それは月や惑星がそうなる単なる兆候ですできたもてなしをする。それは、生命の探求をテーマとした、長く続いているミステリー小説の一章です。
「地球上のどこに行っても、水、エネルギー源、栄養素（生体必須元素）の源があり、これらの環境にはほとんどの場合微生物が生息していることがわかります」とヌヴー氏は言う。 「これらは、生命の生息に適している可能性のある場所を特定するために地球外で探す 3 つの要素です。私たちはこれを居住可能性と呼んでいます...世界が必ずしも居住可能であるという意味ではありませんが、より詳しく調べることができます。」
生命の探索に関する次の章では、生物活動の潜在的な兆候、つまり説明できない濃度の特定のガスの存在について取り上げます。一例としては、火星で観測されたメタン2003 年に始まり、その後 Titan に登場しました。
ヌブー氏は火星について「大気の残りの部分を考慮すると、これらのガスの存在量は必ずしも期待できないだろう」と語った。
彼は、メタンには酸素原子が含まれていないが、火星の大気の残りの大部分はガスで構成されていると説明しました。と二酸化炭素や窒素ガスなどの酸素。
「それらを組み合わせて反応させると、エネルギーが生成されます」と彼は言いました。 「地球上では多くの微生物がこうした反応を利用してエネルギーを引き出し、太陽光がないときでも活動できるのです。」
いくつかの科学者が理論化した2010年には、タイタンのメタンは、地球上の多くの植物、動物、微生物と同じように、呼吸、消化、生殖のプロセス（別名代謝）の一環としてガスを排出する生物から発生している可能性があることが判明した。しかし、2004年にタイタンを観測したカッシーニ探査機には、生物の存在を確認するためのマイクロスケールカメラや近距離化学識別器などの適切な科学機器がなかったため、惑星からの未知の化学反応などの別の説明が考えられています。地質学（惑星の構造を構成する岩石、鉱物、その他の要素）も同様にありそうです。
タイタンからそれほど遠くないエンケラドゥスは、凍った地殻の亀裂から氷と有機化合物の間欠泉を大気中に送り出しています。の発見窒素を含む多様な有機化合物の研究者らは、2019年に、これらの特定の化合物が、地球上で知られている生命の重要な構成要素であるアミノ酸を形成する可能性があることを指摘しました。アミノ酸は互いに結合してタンパク質を形成し、それが生きた細胞を形成します。しかし科学者たちは、エンケラドゥスでアミノ酸そのものやその他の生命の証拠をまだ見ていない。
2020年9月、科学者チームが地球から金星の大気を観察研究を発表したホスフィン（メタンのような酸素を欠く別のガス）の存在は、光または地質に起因する未知の化学反応の結果である可能性があると結論付けています。または、私たちが地球上で観察しているように、それは生命の結果である可能性があります。メディアと国民は、その 3 番目の、より興味深い仮説に固執しました。
「ひので」の太陽光学望遠鏡によって撮影されたこの金星の画像では、金星が地球と太陽の間を横切るときに、金星の薄い大気が見えています。 クレジット: JAXA/NASA/日の出
11月までに科学者らは研究を修正した：研究から使用されたデータの処理中にエラーが発生したアルマ望遠鏡、金星の大気中にホスフィンを放出する微生物が浮遊している可能性があるという理論にさらなる疑問を投げかけています。この研究の著者の中には、まだ自信がある彼らのホスフィンの主張では、しかし科学界のコンセンサスは依然として懐疑的です。
地球外生命体の探索では、探すべき手がかり、糸を引く糸、精査すべき異常が豊富にあります。地球上で観察しても、周回衛星の目を通して観察しても、あるいは探査機で地球外の表面を調べても、化石のようなくぼみ、水、ガス、化合物だけでは何も証明されません。すべてをまとめて、科学的手法とさらなる研究を通じて他の選択肢を排除することが重要です。
私たちが地球外生命体を探している場所
と三ヶ国からのミッションNASAのパーサヴィアランス探査車を含む2月に火星に到着、次のようなミッションを実施トンボそしてクリッパー人類を歓迎する可能性のある衛星タイタンとエウロパをさらに探査する予定です。系外惑星の発見地球と同様の状況が存在する可能性のある他の太陽系でも、科学者たちはこの進行中の物語の次の章を執筆しようとしているところです。
「多分探査車は私たちを第 3 章に導くことができます。つまり、「生命の兆候がいくつかあり、これから私たちは状況のより詳細な分析を開始します」とヌヴー氏は語った。 「ですから、生命の兆候を確認したり反証したりするプロセスにどのように対処するかについて、これらの質問をするのはまさに今です。」
しかし、これらの科学者たちが繰り返し述べているように、その結論に達するまでには多くの時間がかかるだろう。
「それを証明できないかもしれないはしかし、私たちはそれがそうではないことを証明するツールを持っています」とカブロール氏は説明した。 「近づいてきました。」
地球外生命体の潜在的な兆候を観察するときは、絶対に毎他の説明は除外され、常に if または but が存在します。
「『並外れた主張には並外れた証拠が必要だ』」とカブロール氏は故カール・セーガンの言葉を引用して述べた。
したがって、パーサヴィアランス探査車が火星のジェゼロ・クレーターに着陸したとき、数か月以内に生命の絶対的な証拠に遭遇するだろうという期待は持てません。たとえそれが予期せぬ明確な生命の兆候を発見したとしても、私たちはそれが収集した土壌サンプルが地球に持ち戻されるまで何年も待たなければなりません、そしてサンプルが無傷で戻ってきてさらなる実験の準備ができることを願って止みません。
パーサヴィアランス探査機のこのイラストは、将来のミッションで地球に持ち帰る土壌サンプルを準備しているところを示しています。 クレジット: NASA/JPL-カリフォルニア工科大学
「私の経験では、プロジェクトを開始してから論文を提出して出版できるまでには、少なくとも数年はかかります」とヌヴー氏は言う。 「だからこそ、私たちは忍耐強くなければなりません。それが難しいことはわかっています。本の結論に飛びついて、イエスかノーかの答えを知りたくなるようなものです。」
時間が必要なだけでなく、ミッションにはお金も必要であり、資金調達も困難です。
「科学界はこれらの着陸ミッションのために素晴らしい計画を立ててきましたが、太陽系の外に行けば行くほど費用がかかり、より困難になります」とビリングス氏は語った。 「何年かかるか分かりません。」
もちろん、証拠が増えれば関心も高まり、ミッションへの資金提供の可能性も高まります。しかし、最も広い意味で、地球外生命体を発見することは、私たち地球人にとって実際に何を意味するのでしょうか?
「私たちは人類について、ある種の一枚岩の集団であるかのように話します」とビリングス氏は語った。 「この地球上には、毎朝起きて何か食べるかどうか迷っている人がたくさんいます。彼らは気にしますか？これは彼らにとって何を意味するのでしょうか？」
カブロール氏も同様の意見を共有したが、これらのミッションがもたらす他の利点も指摘した。
「科学ファンの中には、それを掘り下げる人もいるでしょう」と彼女は言う。 「科学にあまり興味のない人は、『微生物を見つけるために何十億ドルも費やした』と言うでしょう。しかし、彼らが理解していないのは、微生物がテクノロジーの形やサービスの形で私たちの日常生活に戻ってくることを発見するために費やされたテクノロジー、システムの開発、そして科学です。 」
彼女は、レーシック手術は宇宙船間のドッキングを支援するために開発された技術に由来していると指摘した。移植を待つときに心臓を補助するために使用される弁は、宇宙探査のための発明に由来します。同じことが義肢、ロボット アーム、粉ミルク、ハイテク スポーツ シューズ、初期のコンピューター、GPS にも当てはまります。
科学者が戦略を微調整し、テクノロジーを改善し、新しいアイデアを提案するにつれて、私たちは次の目標に近づいています。 他の惑星で生命を探す方法を完璧にします。
あらゆる大変な研究と理論化にも関わらず、疑問は依然として残り、おそらく長期間続く可能性があります。「そこに誰かいるのか?」