火星の火山で検出された朝の霜 | Nature Geoscience | Nature Portfolio
火星の古代火山の山頂で、寒い朝に水の霜が観測されたことを報告する論文が、Nature Geoscienceに掲載される。この知見は、このような巨大火山における局所的な大気の循環が火星の表面と大気の間での活発な水の交換に果たす役割を裏付けている。 タルシス高地は火星の熱帯地域に位置する台地で、高さ21キロメートルのオリンポス火山など、太陽系で最大かつ最も高い火山のいくつかが含まれるが、これらの火山の地質学的特徴は一見すると休眠状態にあるように見える。探査機により、タルシス台地の火山の上空で水の氷の雲が観測され、水蒸気量が局所的に増大していることが測定されたことから、この地域で活動的な水循環が起きている可能性が示唆された。しかし、熱帯地域の表面の平均的な条件は水の霜の形成を促すようなものではなく、このような低緯度地域で凝結が起きることを示す直接的な観測証拠も限定的であった。 今回、Adomas
エンケラドゥスに熱水噴出孔が存在する可能性 実験室でのシミュレーション結果が示唆
地球上で最初の生命が誕生した場所についてはさまざまな説が唱えられていますが、その有力な仮説として海底の「熱水噴出孔」が挙げられています。 熱水噴出孔が存在する場所は「熱水域」とも呼ばれていて、そこでは無機物から有機物が合成されることで単純な生命体が出現するための重要な条件が揃っていると言われています。現在の地球でみられる熱水噴出孔の周辺でも多くの生物が活動し、独自の生態系を形成していることが知られています。 そのため、もしも地球外の惑星や衛星で熱水噴出孔の存在が確認されれば、その星に生命が存在する可能性が示唆されることになります。つまり、熱水噴出孔は有力な「バイオマーカー」（生命が存在する指標、「バイオシグネチャー」とも呼ばれる）と言えるのです。 熱水噴出孔の存在する可能性が指摘されている天体の一つが、土星の衛星エンケラドゥスです。この衛星の直径は約500キロメートルで、表面は約30キロメ
地球外文明がテラフォーミングを行なう「全球凍結」惑星の検出目指す天文学者 | Forbes JAPAN 公式サイト（フォーブス ジャパン）
この地球上では、人間の活動によって排出される温室効果ガスが長年、熱い議論を呼ぶ問題となっている。なぜなら汚染物質として、人為的な気候変動の主な原因となっているからだ。だが、地球外の知的文明で意図的に利用されている温室効果ガスについては、どう考えられるだろうか。その目的は、惑星全体が氷に覆われる「スノーボールアース（全球凍結）」のような事態の発生から、自分たちの惑星を救うためなのか。あるいは、火星に似た凍った砂漠のような惑星をテラフォーミング（惑星改造）するためか、長期にわたる世界的な氷河期の影響を食い止めるためかもしれない。 天文学誌The Astrophysical Journalに掲載予定の論文では、こうした合成された温室効果ガスが太陽系外惑星の大気に含まれていることを示す「テクノシグネチャー（技術文明の存在指標）」を探索する理論的根拠を説明している。 過去の研究では、地球では数十年前
地上から観測困難な“光”を捉える宇宙望遠鏡は実現可能？ 10万機以上の小型衛星を活用する斬新な計画
宇宙空間内の放射源天体から届けられる光（電磁波）のなかで、地上の天文台では観測が困難な周波数帯の“光”が存在するのをご存じでしょうか。 周波数が15MHz以下の低周波電波（※1）は約50〜1000km上空の「電離層（電離圏）」によって遮られることがあるため、地上の天文台では受信することが困難です。この低周波電波を観測するための宇宙望遠鏡の「集合体」を配備する構想「GO-LoW（Great Observatory for Long Wavelengths）」が、マサチューセッツ工科大学（MIT）ヘイスタック観測所のMary Knappさんが率いる研究グループによって提案されています。 ※1…天文学で低周波電波（Low Frequency Radio）という用語が使われるが、周波数の範囲は明確に定められていない 関連記事 ・観測史上最強のガンマ線バースト「GRB 221009A」は地球の電離圏
火星の有機分子は一酸化炭素から光化学的に生成された、東工大が解明
東京工業大学(東工大)は5月13日、火星の堆積物中に含まれる有機物が、同惑星の大気中の一酸化炭素(CO)から生成されたものである証拠を提示したと発表した。 同成果は、東工大 理学院 地球惑星科学系の上野雄一郎教授、同・アレクシ・ジルベル准教授、同・藏暁鳳研究員、東京大学の黒川宏之准教授、同・青木翔平講師、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の臼井寛裕教授らの国際共同研究チームによるもの。発表の翌日には上野教授による今回の研究成果のオンライン記者説明会も実施された。なお詳細は、英科学誌「Nature」系の地球・惑星科学に関する全般を扱う学術誌「Nature Geoscience」に掲載された。 火星は現在、酸化鉄の赤い不毛な荒野が広がる惑星となっているが、30億年以上前の初期火星には液体の水(海または湖)が存在し、まったく異なる環境だったことが明らかにされている。さらに、NASAの火星探査車「キ
太陽系でリンが多い理由は新星爆発による可能性、国立天文台が発表
国立天文台(NAOJ)は5月10日、地球型生命に必須な元素の1つであるリンが太陽系に多い理由として、太陽系が誕生する前の80億年前のころに多かったタイプの「新星爆発」から生み出された可能性があることを発表した。 同成果は、NAOJ JASMINEプロジェクトの辻本拓司助教、西オーストラリア大学 国際電波天文学研究センターの戸次賢治教授らの国際共同研究チームによるもの。詳細は、米天体物理学専門誌「The Astrophysical Journal Letters」に掲載された。 今回の研究の概念図(C)NAOJ(出所:国立天文台Webサイト) ビッグバンで宇宙が誕生した後、恒星が姿を現すまでは宇宙に存在する元素は、大半が水素で、その次に多かったヘリウム、そしてわずかなリチウムだけだった。その後、1～2億年が経過して宇宙で第1世代の恒星であるファーストスターが誕生し、核融合が始まると、より重た
地球に似ていても色は違う？ 植物が生息する太陽系外惑星の色を予測した研究
宇宙から地球を見ると、植物に広く覆われた陸地が緑色に見えます。この緑色は植物の光合成を支えるクロロフィル（Chlorophyll、葉緑素）と呼ばれる物質と関係があります。植物の葉などに含まれているクロロフィルは太陽光を吸収する役割を果たしていますが、緑色の光は吸収されにくく、葉から漏れ出た緑色光を私たちの目が捉えることで植物は緑色に見えるのです。 【▲ アメリカ航空宇宙局（NASA）の宇宙天気観測衛星「DSCOVR（ディスカバー）」の光学観測装置「EPIC」で2024年5月5日に撮影された地球（Credit: NASA EPIC Team）】 しかし、植物のように光合成を行う生物が繁栄している太陽系外惑星も緑色に見えるのかというと、そうとは限らないようです。コーネル大学の博士研究員Lígia Fonseca Coelhoさんを筆頭とする研究チームは、光合成生物が存在する系外惑星の色は地球と
ガニメデ・エウロパの「水」いよいよ実態調査へ–探査機JUICEの「氷を貫くレーダー」30年代始動
#木星#JUICE#ガニメデ#エウロパ#カリスト#イオ 欧州宇宙機関（ESA）が主導する「木星氷衛星探査計画」（JUpiter ICy moons Explorer：JUICE）で活用する観測機器「RIME」の詳細が、研究者により明かされた。 JUICEは宇宙航空研究開発機構（JAXA）や米航空宇宙局（NASA）も参加する国際協力ミッション。探査機のJUICEは2023年4月に打ち上げられた。 JUICEは、表面の下に水や氷があると考えられている木星の衛星「ガニメデ」「エウロパ」「カリスト」「イオ」を2031年から探査する。2023年6月には、搭載した観測機器の展開を完了した。 JUICEは衛星の上空から、氷を貫くレーダーであるRIME（Radar for Icy Moon Exploration）で氷の下にある海を探査する。RIMEは約9kmまでの地下構造の探査が可能で、太陽系最大の衛星
火星でメタンの噴出を検知–探査車「キュリオシティ」の重さが原因か
#Ingenuity#Perseverance#火星#JPL#Curiosity 現在、火星で運用されている米航空宇宙局（NASA）の探査車（ローバー）「Curiosity」（キュリオシティ）が、地下のメタンを噴出させている可能性が、研究者により報告されている。 Curiosityは「ゲールクレーター」で夜にだけメタンを繰り返し検出している。NASAの研究者によれば、火星ではメタンが地殻の下に閉じ込められており、その上を走行するCuriosityの重み（900kg）で近くに亀裂が入り、メタンが噴出している可能性を指摘している。 ジェット推進研究所（JPL）でCuriosityプロジェクトを担当するAshwin Vasavada氏は、「メタンに関する研究の一部は、将来の地表探査機に委ねられる」と語っている。 Curiosityは2011年11月に打ち上げられ、2012年8月に火星に着陸。火星
木星の衛星イオの火山活動、太陽系の初期から続くとついに判明
木星の衛星イオの北極域を明らかにする画像。2023年10月15日に、NASAの探査機ジュノーによって撮影された。これまでの観測では高緯度地域の画像はあまり得られていなかったため、画像上部の昼と夜の境目付近にある3つの山々は今回初めて撮影された。（PHOTOGRAPH BY NASA/JPL-CALTECH/SWRI/MSSS/TED STRYK） さび色をした木星の衛星イオは、知られているかぎり火山活動が最も盛んな天体だ。表面のあちこちに都市よりも広い溶岩の海があり、空には火山が吐き出す噴煙が地獄の傘のように広がっている。だが、イオはいつからこのような天体になったのだろうか？ 科学者たちはこれまで、イオがたどってきた歴史についてはほとんど何も知らなかった。 2024年4月18日付けで学術誌「サイエンス」に発表された論文によると、イオは何十億年も、ことによると太陽系が誕生して間もない45億年
物理学・生物学的に考えた時、地球外生命体はどのような機能を持っているのか──『まじめにエイリアンの姿を想像してみた』 - 基本読書
まじめにエイリアンの姿を想像してみた 作者:アリク カーシェンバウム柏書房Amazonこの『まじめにエイリアンの姿を想像してみた』は、書名だけみると小学生ぐらいの夏休みの自由研究みたいだが、実際は動物学者の著者が、生物学、物理学など科学の知識を総動員して「地球外生命体の機能や生態はどのようなものでありえるのか？ 逆に、どのようなものではありえないのか？」を考えていく一冊になる。 化学の本や生物学の本で、一章ぐらいこのテーマに割いている本は少なくないが、まるまる一冊地球外生命の生態を考察している本は珍しい。そもそも、「地球外生命体って、誰も見たことがないんだから想像しようがなくない？ ソラリスの海みたいなやつだっているかもでしょ」と疑問に思うかもしれないが、世界は物理法則に支配されているわけで、この宇宙の生き物である以上、制約から逃れることはできない。 地球には現状、空を飛ぶクジラのような、
火星での生命探査にパラダイムシフトを起こすか 米大学院生が提案する斬新なミッション
米国テキサス州で2024年3月11日から15日まで開催された第55回月惑星科学会議（LPSC）において、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の大学院生が火星での斬新な生命探査ミッションを提案しました。現在火星で運用されているアメリカ航空宇宙局（NASA）の探査車「Curiosity（キュリオシティ）」や「Perseverance（パーシビアランス）」よりも、コストを抑えつつ効率的に生命の探査を行なえるようです。 【▲ Longo氏が提案する小型探査車を火星に届ける役割を果たす着陸機「SHIELD」の試作機（Credit: NASA/JPL-Caltech）】 ■10年以上のキャリアをもつ大学院生 Alex Longo氏は修士課程に在籍中の大学院生でありながら、パーシビアランスの着陸地を選定する「Mars2020 Landing Site」の選考委員を13歳から5年間（2013年～2018年）
最低でも20km 木星の衛星「エウロパ」表面の氷の厚さを衝突地形から推定
木星の衛星「エウロパ」の内部には広大な海が広がっていると考えられていますが、表面を分厚い氷が覆っているため、直接の確認はできていません。では、この氷殻の厚さはどのくらいなのでしょうか？ パデュー大学の脇田茂氏などの研究チームは、天体衝突によって形成されるリング構造が幾重にも重なった盆地地形が氷殻の厚さや硬さに関連しているという前提の下、国立天文台が運用する「計算サーバ」でシミュレーションを行いました。その結果、氷殻の厚さが少なくとも20km無ければエウロパに存在する多重リング盆地を説明できないことが分かりました。この研究結果は、あまりはっきりと分かっていないエウロパの構造に関する基本的な情報を与えているという点で重要です。 【▲ 図1: 多重リング盆地を作るような大規模衝突の想像図 (Credit: Brandon Johnson (AI生成) ) 】■「エウロパ」の氷の厚さはどれくらい？
化学：生命の化学的起源がどのように形成されたかという謎の解明に向けた熱い流れ | Nature | Nature Portfolio
生命の化学的起源に関係のある分子が、火山や地熱系に見られる岩の割れ目を通る熱流によって精製され得ることが実験室実験で明らかになった。このことを報告する論文が、Natureに掲載される。今回の研究から、生命の最初の構成要素が複雑な化学混合物からどのように形成されたかについての説明が得られた。 生体高分子とその成分の形成は、初期地球における生命の起源の重要な瞬間だった。しかし、そうした経路を実験室内で再現するのは困難で、多くの場合、これらの複雑な反応から数多くの副産物が生じる。このことは、生物を構成する生体関連物質が無視できる程度に少ないことを意味する。こうした要素を精製する方法を考案しようとするこれまでの試みでは、一度に広範囲の分子を単離することができず、方法の特異性に限界があった。 今回、Christof Mastらは、地質学的な発想によって作られた、微小な亀裂（厚さ170マイクロメートル
エウロパ表面の氷は内部海で生命が存在できる厚みがある、国立天文台などが試算
国立天文台は3月22日、国立天文台が運用する「計算サーバ」を用いて天体衝突シミュレーションを行い、木星の氷衛星エウロパ表面の「多重リング盆地」と呼ばれる地形の形成過程を調べ、エウロパの氷殻の厚さを算出した結果、硬い層ともろい層で構成される少なくとも約20kmの厚さの氷殻を考えると、多重リング盆地の地形をよく説明できることがわかったと発表した。 同成果は、米・パデュー大学の脇田茂研究員を中心とした国際共同研究チームによるもの。詳細は、米国科学振興協会が刊行する「Science」系のオープンアクセスジャーナル「Science Advances」に掲載された。 エウロパで起こった多重リング盆地を形成する天体衝突の想像図、(c) Brandon Johnson generated with the assistance of AI.(出所:国立天文台 CfCA Webサイト) 木星の4大(ガリレオ
ウェッブ宇宙望遠鏡が原始星周辺の氷の粒から複雑な有機化合物を発見
私たち生命の起源を宇宙の視点から解明することは、宇宙生物学の目的のひとつかもしれません。ビッグバン以降、水素やヘリウムといった軽元素が生成され、核融合や超新星爆発などの天体現象を通じてさまざまな原子や分子が誕生していきました。これらの過程で生じた炭素を含む有機化合物は、生命の基本的な構成要素となります。そのため、有機化合物から生命が誕生したシナリオを宇宙の歴史の文脈で作り上げることは、地球以外の惑星に知的な生命体が存在するのかを考える上で重要なヒントとなりえます。 関連記事 ・生命が誕生しえない宇宙は存在するか？ マルチバースがハビタブルな条件を明らかにする（2023年3月29日） オランダ・ライデン大学のW. R. M. Rocha氏らの研究グループは、「ジェイムズ・ウェッブ」宇宙望遠鏡を使い、原始星「IRAS 2A」と「IRAS 23385」の周辺から、エタノールや酢酸といった複雑な有
“氷天体の地下海” は有機化合物に乏しい？ タイタンでの推定結果
太陽系には、分厚い氷の下に地球を超える規模の海が存在すると予想されている天体がいくつもあります。このような環境は生命の存在を予感させますが、果たして液体の水の存在が “保証” されれば生命がいるかもしれないと考えていいのでしょうか？ ウェスタンオンタリオ大学のCatherine Neish氏などの研究チームは、天体表面に豊富な有機化合物を有し、地下に海があるかもしれないと推定されている土星の衛星「タイタン」について、地表から地下へと輸送される有機化合物の量を推定しました。その結果、有機化合物の輸送量はグリシン換算で7500kg/年以下と、生命の維持には到底足りない量であると推定されました。 有機化合物が豊富なタイタンでさえ生命の維持が困難であることを示した今回の研究は、他の天体ではより条件が悪い可能性を示唆しています。 【▲図1: タイタンの内部構造の想像図。氷の地殻の下には分厚い海が広が
惑星科学：若い火星は構造学的にも火山学的にも活発だった可能性がある | Nature Astronomy | Nature Portfolio
火星には、初期形成の後、およそ35～40億年前に活発な火山活動と地殻再循環の時代が存在した可能性がある。このことを報告する論文が、Nature Astronomyに掲載される。 地球とは異なり、現在の火星には、火山活動や地殻活動はほとんど存在しない。さらに、火星地表のほぼ半分は35億年以上前のものであり、このことは、それ以降、広範囲の地殻再循環（地球での地殻活動のように表面物質がマントルへと再循環される、通常はテクトニクスによって駆動される現象）が起こっていないことを示している。最近の発見からは、このことがいつも当てはまるわけではないことが示唆されているが、火星の形成後の最初の10億年間の地質学的活動は、現在もよく分かっていない。 今回、Joseph Michalskiらは、マーズ・グローバルサーベイヤー、マーズ・オデッセイ、マーズ・リコネサンス・オービターなどのさまざまな火星探査機から得
火星でメタンを測るには日の出の直前が最適？ メタン濃度の変化をモデル計算で予測
火星の大気にはわずかながら「メタン」が含まれています。メタンは自然現象だけでなく生命活動によっても放出されるため、その起源が注目されています。しかし、火星のメタンには多くの謎があります。その1つが、激しい濃度変化を示唆する測定結果です。 ロスアラモス国立研究所のJohn P. Ortiz氏などの研究チームは、火星のメタン濃度は大気構造の変化によって1日以内の短時間でも変動すると考え、計算を行いました。比較的簡易なモデリングではあるものの、その結果はこれまでの測定結果を裏付けるものでした。もしもこの研究内容が正しい場合、日の出の直前にメタン濃度の激しい上昇が予測されるため、Ortiz氏らはこの時間帯に計測が行われることを期待しています。 【▲図1: NASA (アメリカ航空宇宙局) の火星探査車「キュリオシティ (マーズ・サイエンス・ラボラトリー)」（Credit: NASA, JPL-Ca
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