生命がいなくても酸素が豊富な地球型惑星は存在する？

太陽系外の惑星に酸素が検出されれば、そこに生命がいると期待しますよね。

でも、酸化チタンの反応で酸素が発生すれば、
光合成を行う生物がいなくても、豊富な酸素大気を持つ地球型惑星が作られるそうです。


宇宙生物学

宇宙での生命探し“宇宙生物学、アストロバイオロジー”は、
天文学だけでなく幅広い科学全般において、現在非常に注目されている研究分野です。

これまでのところ太陽系内では、
地球以外に確かな生命活動は知られていません。

でも太陽系外には、すでに約20000個もの系外惑星が発見されていて、
その中には組成や温度環境が地球に似たものも見つかっています。

そう、生命の発見が期待されているんですねー

太陽に似た恒星“ケプラー452”の周りを回る、地球サイズの系外惑星“ケプラー452b” （イメージ図）

生命活動の目印

こうした太陽系外惑星に、生命活動があるかどうかを推測する方法の1つに、
酸素の存在を調べるというものがあります。

惑星の大気に酸素が検出されれば、
それを生み出す生命が必ずいるはずだという考えから、
酸素を生命活動の目印“バイオマーカー”として、
生命の探査を行います。

ただ、非生物的な化学反応でも酸素は発生するんですねー
なので、その影響も見積もる必要が出てきます。


非生物的な酸素発生とは

今回の研究では、太陽系の地球型惑星や衛星などにも豊富に存在している、
酸化チタンの光触媒反応によって、非生物的に酸素が発生することに着目。

酸化チタンの光触媒反応。 水、酸化チタン、電子受容体、紫外線の4つが揃うと、 非生物学的に酸素が発生する。

地球に類似した環境の惑星を仮定した場合、
惑星表層の0.05％程度（地球でいえば北海道の面積以下）で、
酸化チタンの光触媒反応が継続すると、
現在の地球と同程度の酸素大気を発生・保持されることが推定できました。

また、主星（太陽）の質量や温度を変えた計算からは、
光触媒反応が最も起こりにくい低温度星の場合でも、
惑星表層の約3％で酸化チタンの光触媒反応が起これば、
非生物的に酸素大気が発生・維持されると推定。

つまり、光合成を行う生物が存在しなくても、
太陽系外の生命居住可能惑星に、地球と同程度の酸素大気が発生してしまう可能性が、
十分にあることが明らかになったんですねー


新たなバイオマーカー探し

今回の研究では、
「酸素大気があれば必ず生命がいる」というわけではないことが分かり、
新たなバイオマーカーも検討していく必要がでてきました。

では、何が生命存在の決定的証拠となるのか？

この課題には、様々な学問分野の知見を取り入れた、
“アストロバイオロジー”研究の取り組みが重要になります。

また、本研究とは別の課題も…

系外惑星の環境でも、光合成生物による酸素発生が可能なのか？
先に非生物的に発生した酸素を保持する星で、生命が後から誕生することが可能か？

まだまだ、明らかにしなければならない事がありますねー


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