その水の量は地球の海の約5,000倍です！宇宙にあるこの「海の惑星」の水はどこから来るのでしょうか？

段月初 黄向紅

広大な宇宙には、人類が解明するのを待っている無数の謎があります。

最近、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡がLHS 1140bという「海洋惑星」を発見し、それは驚くべき姿で科学界を鮮やかな花火のように照らしました。

この研究結果は最近、American Astrophysical Journal Letters に掲載されました。国際科学研究チームは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の観測データを分析することで、太陽系外惑星LHS 1140bが「海洋惑星」である可能性があるという証拠を発見した。これはジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使って人類が観測した、居住可能な可能性のある最初の太陽系外惑星です。

宇宙から地球を見下ろすと、一見すると広大な青い海が地球の表面積の 71% を占めているが、新たに発見された太陽系外惑星 LHS 1140b と比べると取るに足らないもののようだ。

太陽系外惑星LHS 1140bは、太陽系から約48光年離れたくじら座に位置しており、ここ数年、先進的な天体観測機器によって何度も撮影されてきました。その質量は地球の約5.6倍、直径は地球の約1.7倍です。この岩石惑星は密度が低いため、科学者の間で大きな関心を集めている。しかし、本当に注目されるのは、その驚くべき水量です。観測により、この太陽系外惑星の水は惑星の質量の10%～20%を占めるのに対し、地球の海に含まれる水の総質量は地球の質量の約0.0226%に過ぎないことがわかった。これは、太陽系外惑星 LHS 1140b の水の質量が地球の質量の 0.56 ～ 1.12 倍、地球の海に含まれる水の総量の約 5,000 倍に相当することを意味します。

もし太陽系外惑星LHS 1140bにあるこのような膨大な量の水が惑星の表面に均等に分布しているとすれば、その深さは約2,000キロメートルに達し、地球の海の深さをはるかに超えることになる。地球上で最も深いマリアナ海溝でも、深さはわずか11キロメートルほどです。太陽系外惑星 LHS 1140b の海は深く広大で、惑星全体が水でできているように見える、まさに「水の球」であると想像できます。

では、太陽系外惑星 LHS 1140b の豊富な水はどこから来て、どのように形成されるのでしょうか?これは科学者を悩ませてきた大きな謎であり、我々にとって宇宙の謎への扉を開いた。科学者たちは、太陽系外惑星LHS 1140bの水は、惑星形成プロセスや銀河系内の位置に密接に関係している可能性があると考えています。惑星の形成初期には、塵やガスとともに大量の水氷が蓄積された可能性がある。特定の条件下では、水氷は他の物質と結合し、徐々に惑星の一部になります。水の氷が十分な量蓄積されると、太陽系外惑星 LHS 1140b の豊富な水資源の基礎が築かれます。さらに、太陽系外惑星 LHS 1140b とその恒星との間の適度な距離も、その表面に液体の水が存在するための条件を提供します。宇宙では、恒星の放射線と熱が周囲の惑星の環境にとって非常に重要です。惑星が恒星に近すぎると、温度が高くなりすぎて水が気体になります。遠すぎると温度が低くなり、水が固体になります。太陽系外惑星 LHS 1140b は、水が液体の形で存在するのにちょうどよい距離を主星から離れているため、生命が誕生し、成長することが可能となっている。

太陽系外惑星LHS 1140bの研究成果は、宇宙における惑星形成の多様性と複雑性を示すものであり、非常に意義深いものです。これまで、太陽系外惑星に関する私たちの理解は、主に地球に似た岩石惑星に焦点を当てていました。太陽系外惑星LHS 1140bの発見により、宇宙には地球とは全く異なる惑星が多数存在し、その環境や特徴は想像を超えるものかもしれないということがわかってきました。

この「海洋惑星」は、地球外生命体の探索に新たな方向性も提供します。水は生命の存在にとって重要な条件の一つです。太陽系外惑星 LHS 1140b の豊富な水資源は生命が存在する可能性を高めます。この惑星ではまだ生命の兆候は見つかっていないが、科学技術の進歩により、将来的にはより高度な観測機器や検出方法によって、この水に満ちた世界についてより深く理解できるようになり、地球外生命の痕跡を発見できるようになることが期待されている。

将来の宇宙探査にとって、太陽系外惑星LHS 1140bの発見は間違いなく重要な研究目標となるでしょう。科学者は、大気の組成、地質構造、海洋循環などの情報をさらに観察・研究することで、地球の形成と進化のプロセスをより深く理解することができます。同時に、より高度な宇宙探査技術の開発にも力を与え、人類の宇宙の継続的な探査を促進することになるでしょう。

（著者の段月初は中国科学記者協会の会員であり、黄向紅は湖南科学記者協会の会員である）