生命が存在する惑星は、予測の半分くらい？

太陽系外惑星の気候を分析したところ、天の川銀河の生命居住可能な惑星の数が、これまでの予測の半分くらいしかないという研究結果が発表されました。

この研究では、新たな3Dコンピュータモデルを使った気候分析が使われていて、系外惑星はこれまで予測されていたより高温だということが分かったからなんですねー

過去20年の間に、恒星の周囲を公転する惑星が多数発見されてきました。
その一部に、「私たちの知るような生命が存在するのでは？」という期待が高まっているんですねー

地球では、液体の水があるところには、ほぼ必ず生命が存在するので、
地球外生命の探査は、恒星（中心星）からの距離が液体の水の存在にちょうどよい範囲“ハビタブルゾーン”内にある惑星に、的を絞って行われています。

NASAの系外惑星探査衛星“ケプラー”が、これまで発見した惑星に基づく最新予測では、
約22％の太陽型恒星の“ハビタブルゾーン”内に、地球サイズの岩石惑星が存在する可能性があるようです。

天の川銀河には約1000億個の恒星が存在するので、この銀河には220億個もの地球型惑星が存在することになるんですねー

ただ、この数字はあくまでも、太陽型恒星の“ハビタブルゾーン”を、恒星から0.5～2天文単位の範囲と定義した場合の話です。
今回の系外惑星の大気分析では、太陽型恒星の“ハビタブルゾーン”の内縁は恒星から約0.95AUで、0.5AUより遠いという結果が出ました。

この結果に基づくと、天の川銀河に存在する地球型惑星の数は、先に挙げた予測の半分近くに減る可能性があるんですねー


系外惑星の気温を予測する従来モデルでは、基本的に惑星を単なる点、恒星から反射または吸収する熱量を平均した1次元の物体として扱ってきました。

でも、今回の研究では、3次元の気候モデルを用いることで、空気の流れなどの詳細な要素を取り入れています。

今回のモデルが分析した要素の1つは、熱を吸収する水蒸気です。
惑星があまりに恒星に近いと、惑星表面の水が大量に蒸発することで惑星の気温が上昇し、結果的に水がすべて蒸発してしまうので、惑星表面には私たち知るような生命は存在できなくなるんですねー

これまでは、水蒸気の雲が恒星からの熱を反射することで、惑星の気温を下げていると考えられてきました。
ところが最新モデルで分析してみると、一部の雲は熱を逆に吸収し、系外惑星の気候を不安定にしていることが分かってきました。

惑星表面に近い雲は、たしかに熱を反射するのですが、高高度にある雲は温度が低いので、かえって一部の熱を吸収し、外へ逃がしにくくするんですねー


雲に関するこれらの新たな発見は、惑星がこれまで考えられていたよりも、はるかに“暴走温室効果”を起こしやすい可能性を示唆しているのですが、一方で最新モデルは、気候の安定化を助けるその他の要素の存在も明らかにしています。

たとえば大気は暖かく湿った空気を、熱帯地域から極地の寒冷地域へと移動させます。
これらの地域は、惑星の気候の安定化にとって重要で、“暴走温室効果”の発生を防ぐ役割を果たすんですねー


今後の研究として、3Dモデルが“ハビタブルゾーン”の外縁についても、従来と異なる予測を示すのかを調べることがあります。

太陽型恒星の周囲を、地球サイズの惑星が公転している“ハビタブルゾーン”の外縁は、現在のところ恒星から1.7～2AUの距離にあると考えられています。

でも、3Dモデルが示す空気の循環によっては、水が凍らない恒星からの限界距離は、これまで考えられていたよりも遠い可能性があるとか…


その他にも、地球が属する太陽系とは異なる惑星系の気候についても、研究は進められています。

たとえば、小さい恒星の周囲を回る惑星のケースです。
自転と公転が同期して、恒星に対して常に同じ面を向けている可能性があるんですねー

その場合、地球の周囲を公転する月のように、常に恒星のほうを向いている昼の側と、常に夜の側とが存在することになります。
なので、大気の循環や雲の位置に大きな変化をもたらすということになるようです。