科学者チームが重大発表を行い、金星の大気中に微量のホスフィンを検出したと主張しています。この悪臭を放つ有毒ガスの発生源は生物のみであることが知られているため、これは奇妙でありながら、記念碑的な発見となる可能性があります。
太陽系で最も生命が生存しにくい場所の一つである金星の大気中に、生命の兆候と思われる物質が存在することが、本日Nature誌に掲載された新たな研究で明らかになった。その兆候とはホスフィンであり、地球上ではほぼ嫌気性微生物、つまり酸素のない環境で繁殖する生物によってのみ生成される。PH3と表記されるこのガスは、沼地や湿地帯に多く存在し、非常に可燃性が高い。
誤解のないよう明確に述べておくと、カーディフ大学の天文学者ジェーン・グリーブス氏が率いるこの論文の著者たちは、検出されたホスフィンが金星生命の証拠であると主張しているわけではない。むしろ、金星におけるホスフィンの驚くべき存在は、今や答えを求めるべき疑問である、と著者たちは述べている。本日行われた記者会見で著者らが説明したように、ホスフィンは未知の化学反応によって生成されたか、あるいは生命そのものによって生成されたかのいずれかである。
「この点については著者らに賛成です。つまり、これは金星に生命が存在する証拠ではありません。むしろ、何らかの特異な化学反応が起こっている証拠です」と、ハーバード大学生命起源研究所所長のディミタール・サセロフ氏はメールで述べた。「私は金星の更なる探査を強く支持します。私たちの異星である隣の惑星は、あまりにも長い間無視されてきましたから。」
ホスフィンと一致する分光特性は、2017年に研究チームによって初めて検出されました。これはジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡で収集されたもので、その後2019年にはアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計（AMT）で再び収集されました。著者らは、この予期せぬ化学信号の原因としてデータ汚染の可能性を排除したと主張しています。ホスフィンは、惑星の雲の多い上層大気中で推定20ppbの濃度で検出されました。このガスは中緯度に濃縮されており、極地では検出されませんでした。
グリーブス氏は記者会見で、この結果は「本当に興奮し、全く予想外だった」と語った。
著者らは、金星大気中のホスフィンの存在を説明するために、地表の発生源（火山活動など）、微小隕石、雷、雲内の化学反応など、複数のシナリオを検討した。例えば、ホスフィンは実験室でリン酸を加熱することで生成できるが、このプロセスは金星では不可能とされた。「必要な温度と圧力は、ほぼ完全に水素で構成された大気など、極めて非現実的な条件を必要とする」ためだと、著者らは論文の中で述べている。雷や微小隕石といった他のシナリオでもホスフィンが生成されることが判明したが、その生成率は金星で観測される量より桁違いに低かった。
興味深いことに、木星と土星の大気中にはホスフィンが大量に存在しますが、これらの場合、ホスフィンは高温や大気圧といった金星では再現されない極端な環境条件下で生成されます。
「惑星は、通常の地質学的および大気的プロセスによってホスフィンを生成することができます。既知のプロセスは金星では機能しないため、私たちがまだ考慮していないプロセスが存在するはずです」と、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の天文学・天体物理学准教授で、今回の研究には関与していないアンディ・スケマー氏はメールで説明した。「（新論文の）データは確固たるものに見えます。今後は、説明を練るために数年を費やす必要があります。ホスフィンが金星生命の兆候である可能性を考慮するのは良いことですが、他の説明も存在するでしょう。」
実際、研究者たちは、ホスフィンが生命体によって生成されているという、より根本的な可能性も検討しました。MITの宇宙生物学者で、今回の研究の共著者であるサラ・シーガー氏は、地球上でホスフィンを生成する微生物の正確な名称は不明ですが、生物学者の間では、このガスが生命体に由来するという点で概ね一致していると記者会見で説明しました。シーガー氏は大腸菌によって生成されているのではないかと疑っていますが、これはまだ証明されていません。
金星のあり得るシナリオの一つは、環境が今日のような地獄のような状態になる以前、金星の表面に生命が誕生したというものです。はるか昔、温室効果ガスの暴走によって金星の水がすべて大気中に蒸発したと考えられます。現在、金星の表面温度は華氏860度（摂氏450度）を超え、大気圧は地球の90倍以上です。この壊滅的な変化を生き延びた微生物、具体的には雲に逃げ込んだ嫌気性微生物がいた可能性があります。
地球では、雲の中に微生物が漂っているのが見られますが、地球上の雲は長くは続きません。しかし、シーガー氏の説明によると、金星では雲は永久に存在します。さらに、金星の中層および下層の雲層（地表から約53～62キロメートル）は温帯で、気温は華氏86度（摂氏30度）前後です。ここは生きた微生物の生息地である可能性があり、「生命の兆候を探すのに適した場所かもしれないと考えました」とグリーブス氏は言います。
研究者の計算によると、金星の微生物が地球の微生物のピーク効率の約10%で活動しているとすれば、観測されているホスフィン濃度20ppbはあり得る。ホスフィンは急速に分解し、補充が必要となるため、これらの仮説上の微生物が継続的に生息する必要がある。
まだ解明されていない疑問は数多く残されている。例えば、大気中には温帯が存在するものの、この雲層の80%は硫酸であり、ホスフィンは容易に分解されてしまう。「このような環境で生物がどうやって生き残れるのかを知るのは非常に困難だ」とグリーブス氏は述べた。
金星にホスフィンが存在することは、「ホスフィンを絶えず補充する未知のメカニズムが存在することを示唆している」と、今回の研究には関わっていないベルン大学の天体物理学者ケビン・ヘン氏は電子メールで説明した。
このメカニズムが太陽からの紫外線（光化学プロセス）に関係しているのか、地表の岩石（地球化学）に関係しているのか、あるいは生命そのもの（生化学）に関係しているのかは分かっていない、と彼は述べた。
「これが生化学的なものだなどと結論づけるべきではありません。現在の証拠は、それを唯一の結論として支持していないからです」とヘン氏は述べた。「著者らはこの結論を述べるにあたり慎重でした。これは、信頼できる著者グループによる確固たる研究です。」
カリフォルニア大学リバーサイド校の天文学および惑星天体物理学の准教授、スティーブン・ケイン氏は、この新たな結果を「興味深い」と評した。
「雲の中に生命が存在する可能性は、金星に比較的最近、つまり約10億年前まで液体の海が存在していたという最近の研究結果を裏付けるものです」と彼はメールで説明した。「言い換えれば、大気中の生物は、かつての金星の生物圏の最後の生き残りである可能性があります。もしこれが雲の中の生命によるものであると確認されれば、生命が環境内のあらゆるニッチにどのように適応できるかについての驚くべき教訓となるでしょう」と、今回の研究には関与していないケイン氏は述べた。
この結果は、提案されたバイオシグネチャーであるホスフィンが、遠方の太陽系外惑星での生命の探索にも応用できる可能性があるため、重要であると彼は述べた。
「これらのケースでは、想定されるバイオシグネチャーの検出結果を検証するために、それらの惑星まで旅することはできません」とケイン氏は述べた。「金星は定義上、地球に最も近い惑星であるため、現地（現地で収集された）データからバイオシグネチャーの存在を検証する機会を提供します。」
「大気化学に関する私たちの理解は、地球の大気に関する比較的狭い理解に基づいています。金星のような環境における化学反応については、学ぶべきことが山ほどあります」と、オックスフォード大学大気海洋惑星物理学部のコリン・ウィルソン氏はメールで述べた。「金星に生命が存在するとは思いませんが、少なくとも今後10～20年以内に宇宙船ミッションで金星に行き、この疑問に決定的な答えを出すことができるでしょう」と、ウィルソン氏も今回の研究には関わっていない。
https://gizmodo.com/stingray-shaped-probes-could-explore-venus-s-atmosphere-1839782699
確かに、金星へのミッションは論理的に次のステップと言えるでしょう。朗報なのは、NASAがアカエイ型の探査機や巨大気球などを含む複数の金星ミッションを検討していることです。金星は突如として、太陽系で生命が存在する可能性が最も低い場所の一つから、地球外生命探査における非常に魅力的なターゲットへと昇格しました。当面は、早急に結論を出さないよう注意が必要です。
