天文学者たちは、木星の衛星エウロパの氷の表面を、小さな天体衝突がどのように着実に形作り、かき混ぜてきたかをモデル化しました。重要なのは、この新たな研究で、エウロパの地下海に生命が存在するとすれば、生命の証拠が残存している可能性のある、衛星表面の浅い場所が特定されていることです。
木星の衛星エウロパは、厚い氷の層に覆われているとはいえ、地球全体に広がる海を誇っています。これは土星の衛星タイタンとエンケラドゥスも同様です。これら3つの衛星は、太陽系の他の場所で生命が存在する可能性の最有力候補と考えられています。これらの衛星は太陽系のハビタブルゾーン（生命居住可能領域）からはるかに外れているにもかかわらず、親惑星の強い潮汐力によって海は温かく液体に保たれています。海水中で起こる重要な化学反応のおかげで、何らかの生命が存在する可能性は十分に考えられますが、それは未だに解明されていません。
科学者たちは将来、生命探査用の水上探査機を送り込み、これらの暗い地下海を調査できるようになるかもしれません。しかし、この推定される生命の痕跡は、実際には表面の氷からアクセスできるかもしれません。エウロパの地殻変動と巨大な水柱は、塩分を多く含む地下水、そして重要な生命の痕跡を、直接地表まで運んでいる可能性があります。私たちがすべきことは、着陸機を地表に送り込み、そこで慎重にこれらの手がかりを探すことだけです。
しかし、問題があります。それは木星自体に関係しています。NASAのプレスリリースが指摘しているように、この巨大ガス惑星から放出される荷電粒子は木星の磁気圏に捕捉され、加速されます。この放射線は、生物学的プロセスによって生成された分子の結合を荷電粒子が切断するため、表面の生命の兆候を消し去っている可能性があります。
とはいえ、2018年のNASAの研究では、エウロパの氷に覆われた生命痕跡が、地表から4～8インチ（10～20cm）の深さに残っている可能性が示唆されています。これは、ドリルを搭載した将来の着陸機にとっては問題にならないはずですが、Nature Astronomy誌に掲載された新たな研究が指摘するように、そのドリルは当初考えられていたよりも長く必要になりますが、それほど長くはかからないでしょう。
新たな論文は、もう一つの考慮事項、すなわち小天体との衝突を考慮に入れている。エウロパや類似の衛星では、継続的な衝突が「インパクト・ガーデンニング」を引き起こしている。これは、衝突によって最表層が継続的に変化するプロセスである。このプロセスによって生じる攪拌作用は、表面から物質を引き下げると同時に、理論的には生体分子を豊富に含む物質を表面に送り出す。木星の放射線にさらされれば、これらの生体分子は消滅するだろう。とはいえ、ハワイ大学マノア校の惑星科学者エミリー・コステロ氏が率いるこの研究によると、「エウロパにおける[インパクト]ガーデンニングの影響に関する包括的な推定値はまだ得られていない」という。
研究者たちは、エウロパの新たな衝突ガーデニングモデルを提示することで、エウロパ表面の状態とそれが衝突によってどのように影響を受けるかについて、より包括的な知見を提供しました。また、これは二次衝突、つまり最初の衝突によって引き起こされた落下する破片の影響を考慮した初の研究でもあります。
研究が示すように、エウロパにおける衝突ガーデニングは月全体に広がる現象です。過去数千万年の間に、表面の平均30cmが攪拌され、その結果、最上層はあの恐ろしい木星放射線にさらされるようになりました。
これは生命の探求にとっては悪いニュースのように思えるかもしれないが、明るい兆しもある。同じ研究が、インパクトガーデニングがそれほど大きな影響を与えていない場所を指摘しているのだ。
「原始的な化学的バイオシグネチャーを見つけたいのであれば、衝突によって形成された領域よりも下を調べる必要があります」とコステロ氏はNASAの発表で説明した。「その領域よりも浅い領域にある化学的バイオシグネチャーは、破壊的な放射線にさらされている可能性があります。」
彼女は具体的に、若いクレーターと斜面変動の影響を受けやすい地域を指しており、後者はエウロパの中緯度から高緯度に見られることが知られている。「これらの地域では、園芸活動によってエウロパの生体分子の柱が危険にさらされるほどの時間が経っていない」と研究者たちは論文の中で述べている。
コステロ氏は惑星科学研究所の発表の中で、「エウロパのどこで生体分子が見つかる可能性があるかを予測する際にインパクトガーデニングの効果が考慮されたのは今回が初めてであり、エウロパの独特な氷の表面と太陽系外縁部の衝突天体集団を考慮してインパクトガーデニングがモデル化されたのも初めてだ」と指摘した。
研究の共著者である惑星科学研究所の天文学者レベッカ・ゲント氏は、この新たな研究は「生命の証拠を見つけたい場合、どこを探すべきかについて貴重な新たな制約を与えてくれる」と述べた。
この新たな研究は、2024年に打ち上げが予定されているNASAのエウロパ・クリッパー・ミッションに影響を与える可能性があります。探査機にどのような機器を搭載するか、そして探査機がどこに観測を向けるべきかといった決定に影響を与える可能性があります。エウロパ・クリッパー・ミッションは、エウロパに生命が存在するかどうか（あるいは存在しないか）を証明することはまずないでしょうが、科学者たちがエウロパの居住可能性についてより深く理解し、この驚くべき木星の衛星における生命の証拠が存在する可能性のある場所をより正確に把握することにつながる可能性があります。そして、そうすることで、このミッションは、長さ30センチのドリルを搭載した将来の着陸機への道を開くことになるかもしれません。
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