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私たち惑星地球の生物は、運命付けられています。 ある日、地球は、焼け燃え尽きて膨れた赤色巨星に完全に飲み込まれてしまいます。 これは、私たちの太陽のような主系列星の近くに生きているどんな惑星でも辿る最後の運命です。 |
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| Credit : NASA | 拡大画像 | |
主系列星は、水素で続いています。そして、この燃料が尽きるとき、ヘリウムまで変わって赤色巨星になります。 赤色巨星に至る太陽の移行が、地球にとって悲報である一方、私たち太陽系の最も遠い地域の中にある氷の惑星は、初めて太陽の暖かさに包まれます。 太陽は、ゆっくりだけれども着実にさらに明るくその生涯の道で、とても熱くなります。 太陽が、およそ40億年後に赤色巨星になるとき、主に赤外線で見える赤い光の低い周波数エネルギーを発して、私たちがよく知っている黄色の太陽は鮮明な赤に変わります。 太陽は、今よりも数千倍も明るくなって、そのうえ温度及びその大気圏が展開する冷めた表面を備えて、ゆっくり水星、金星、そしておそらく地球さえをも飲み込みます。 太陽の大気圏が、1 Auの地球の軌道に到達すると予測される時、赤色巨星は、多くの質量を減らす傾向があります。そして、噴出したガスのこの波の区域においてまさに地球を突く可能性があります。 しかし、地球が焼きつくされるか、単に焦げるだけかどうかに関係なく、地球上の全ての生命は忘れ去られます。 それでも、惑星地球の科学者たちは、このような状況に側面したときに生活が可能な道を、太陽系の中の他の星に誕生させることを検討しました。 科学者は、太陽から10AUから50AUまでに位置する惑星が、赤色巨星の太陽になっても住むのに適した地帯にあると言います。 太陽系の住むのに適した地帯は、水が流動状態のままであることができる地域です。 |
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太陽が、さらに明るくなって住むのに適した地帯は、10AUから50AU地域中を徐々に動きます。そして、その赤色巨星局面を通して展開します。 土星、天王星、海王星、冥王星とすべてが10AUから50AUの範囲内にあります。そして、この赤色巨星局面は、氷の月とカイパー地帯の天体に役立ちます。 しかし、全てのこれらの世界には、生命で等しいチャンスがあるというわけでありません。 ガスの惑星土星、海王星、天王星上には、居住適性の見通しが全くといってよいほど無いけれども、これらの惑星は赤色巨星過渡期にそれほど影響を受けないかもしれません。 天文学者は、他の太陽系においてそれらの親星の非常に近くを旋回しているガスの惑星を発見しました。そして、これらの「熱い木星型惑星」は、近くからの激しい放射にもかかわらずそれらのガスの大気圏を保つようです。 私たちが知っているような生命は、そのようなガスの惑星に現れそうではありません。 科学者は、海王星の月トリトン、冥王星とその月カロン、そして、カイパー地帯の天体が、生命のために最高の可能性を持つと考えています。 これらの天体は、有機化学物質が豊富で、赤い巨大な太陽の熱が、それらの天体の氷の表面を溶かし「海」にします。 太陽が赤色巨星であるとき、私たち太陽系の氷層世界は溶けて、数千万年から数億年の間オアシスの海になります。 現在、私たち太陽系では、表面が海であるのは惑星地球1つだけの世界となっていますが、この赤色局面では何百もの生命の住みかが海と共に出現します。 巨大な惑星と冷たい氷の月とカイパー地帯の小惑星は、また、それから海へと移行します。 冥王星の温度は、現在のマイアミ・ビーチとあまり異ならないでしょう。 科学者は、これらの世界を近年太陽のような星々を軌道に乗って回っているのを発見したことにより、あり余る程の熱い木星型との類似で、『暖かい冥王星型』と呼ぼうと提唱しています。 |
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| Credit : NASA / JPL | |
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この画像は、トリトンの地平線から海王星を見ている合成です。 海王星の南の極は、左になります。明らかに大きい暗い点が、海王星の南半球およそ20度に大きい高気圧性の嵐システムが位置しています。 海王星表面よりおよそ45km上空から現れた嵐システムに前景のトリトンの海をコンピュータで発生させた眺めにしています。 この画像で見える高台は、『凍結火山』からの複数の氾濫出来事を示します。 この三次元眺めは、1次元と2次元の写像傾斜モデルを用いて、ボイジャー映像からつくられました。 鮮明さはざっと30倍に誇張されて、鮮明さの実際の範囲は、およそ1kmです。 海王星が、昇っているか沈みかけているように見えます。 けれども、海王星と比較したトリトンの移動によって海王星は、地平線に沿って横に動くように見えます。そして、結局昇って、高い緯度に位置します。 |
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太陽の影響は、全部の物語ではありません。しかし、惑星天体の特質は、生物の居住適性を決定することに効果があります。 そのような特質は、惑星の内部の活動、反射または惑星と大気圏の構成厚みの「アルベド」を含みます。 たとえ、惑星が居住適性に好都合である全ての要素を持っているとしても、生命が必ずしも現れるというわけでありません。 私たちは、まだ、何が生命を起こすために必要かについて知りません。 惑星地球の生死そのものについてもです。 しかし、科学者は、暖かい湿った内部と有機的な物質が必要な全てならば、冥王星、トリトンそしてカイパー地帯の天体が、生命の住みかとなることができると述べます。 注目できる知らせとして、炭素質のコンドライト隕石をもたらした小惑星の内部は、おそらく太陽系の初期の歴史の中で暖かく何百万年の間も湿っていました。 これらの天体は、水と有機的な物質にとても豊かです。それなのに、いかなる小惑星質の隕石にも決して生物があったという動かぬ証拠が、ありません。 惑星天体の軌道も、生命の可能性に影響を及ぼします。 たとえば、冥王星には、地球のような素晴らしい規則的な軌道がありません。 冥王星の軌道は、比較的に風変わりで、太陽からの距離で異なります。 |
| Credit: Department of Physics, NCKU | |
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この画像は、主系列星としての太陽を黄色で、赤色巨星としての太陽を赤で示しています。 私たちが普段見慣れている太陽の直径は、ほぼ0.01AU（地球と太陽の距離の100分の1）です。 一旦、太陽が赤色巨星局面に入るならば、最大で１AU（地球と太陽の距離＝ほぼ１億５千万キロメートル）の直径になるかもしれません。 |
1979年1月から1999年2月を通して冥王星は、海王星より太陽に近かったです。しかし、100年間は、海王星のほぼ二倍の外の距離にあります。 この種の軌道は、冥王星が極端な冷却と極端な暖房を交互に起こす原因になります。 生物の住みかとなりそうなトリトンの軌道は、また独特です。 トリトンは、遡って軌道に乗るか、「後退する」唯一の大きい月です。 トリトンは、カイパー地帯天体として生じ、それから海王星の重力によって捕らえられたので、トリトンがこの普通でない軌道を持つかもしれません。 後退する軌道が海王星と潮の相互作用を生み出した時から、それは不安定な同盟になりました。 科学者は、いつか、トリトンが海王星に衝突するか小さい部分にバラバラになって惑星の回りにリングを作ると予測しています。 トリトンの軌道の潮の崩壊に向かう時間的尺度は、それがあちこちで起こる可能性があるように不確実です。 または、それは太陽が赤色巨星局面に至る前に、既に崩壊する可能性もあります。 もし、トリトンの周辺に居るならば、多分、冥王星と同じ有機的に富んでいる海洋世界の種類のように見えるかも知れません。 太陽は、およそ2億5000万年の間、赤色巨星として照りつけます。 しかし、それは生命が堅固な立場を得るのに十分な時間でしょうか？ 太陽は、大部分の赤色巨星生涯の間、現在よりも30倍明るいだけです。 赤色巨星局面の終わりに近づくにつれて、太陽は現在の1,000倍以上明るくなったり、時折、6,000倍の明るさに達してエネルギーの脈動を解き放します。 しかし、激しい明るさのこの期間は、最高でも数百万年から数千万年の間しか続きません。 |
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| Credit: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research | ||
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この画像は、カイパー地帯天体に遭遇しているニュー・ホライゾン宇宙船のアーティストの印象です。 67億キロメートル離れている太陽は、十二宮の宇宙塵雲の白熱で埋められる明るい星として輝きます。 木星と海王星は、太陽の右側にオレンジと青い「星々」として見えます。 あなたが実際にカイパー地帯を作る無数の他の天体を見ないだろうけれども、それらが海王星を越えて氷の世界の広範囲なディスクという印象を与えることがここで示されます。 |
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科学者は、太陽の赤色巨星の最も明るい相の短さが、冥王星を生命のために多くの約束を持たないと示唆します。 なぜならば、40AUの冥王星の平均の軌道のため、太陽から私たちが地球上で現在得る同じ太陽輻射を得るためには、冥王星のために太陽は現在よりも1,600倍もの明るさを必要とするからです。 非常に短い期間、ほんの数百万年だけの間、太陽がこの明るさに達します。 それゆえに科学者は、冥王星の表層と大気圏は、何らかの有意な素晴らしい期間も無いので、生命が利用できる環境とならないと考えています。 赤色巨星状態の後、太陽はとてもかすかになって、地球の大きさに縮んで白色矮星になります。 赤色巨星に照らされて暖まった遠い惑星は、もう一度極寒の氷層世界になります。 したがって、生命が赤色巨星系の中に現れるならば、それは速い出足を必要とします。 地球上の生命は、私たちの惑星が生まれた８億年後ほどの38億年前に始まったと考えられています。 しかし、それは多分、内部の太陽系の中の惑星が8億年の大きい小惑星爆撃を経験したからでしょう。 たとえ生命が直ちに起こされたとしても、小惑星の初期の雨は、地球のその生命を掃除して消しました。 |
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| Credit: Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute (JHUAPL/SwRI) | ||
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この画像は、冥王星とその月カロンとニュー・ホライゾン宇宙船の予定される遭遇についてのアーティストの概念です。 航空機の小型カメラ、電波科学実験、紫外線及び赤外線分光計とスペース・プラスマ実験は、冥王星とカロンの全体的な地質と地形の特徴を表して、表面上の構成要素と温度を図にして、詳細に冥王星の環境を調べます。 宇宙船の最も突出したデザイン機能は、それが75億キロメートルも離れて地球と通信するほぼ2.1メートルの皿アンテナです。 |
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科学者は、赤い巨大な太陽がカイパー地帯でとてつもない数の彗星を乱すので、爆撃の新しい時代が外惑星に開始すると予想しています。 赤い巨大な太陽が、現在よりも1,000倍明るくなる時、太陽は、宇宙にその質量のほとんど半分を放出します。これは、軌道に乗って回る天体が、外へ動く原因になります。 ガス損失と他の影響は、カイパー地帯を不安定にするかもしれなくて、興味深い爆撃のもう一つの時代をつくるかもしれません。 科学者は、古代の小惑星帯が、地球を雨のように攻撃したほど非常に多くの物質を今日もカイパー地帯が持っているとしても、赤色巨星の太陽によって住めるようになった惑星には、初期の地球を小惑星が雨のように攻撃したほどにならないと予想します。 それに加えて、赤色巨星以後、外惑星は、とても低いUV放射を経験するだけで、地球が持ちこたえなければならなかった同じ紫外線（UV）レベルを経験しません。 主系列星のとても激しく強烈な紫外線は、生命の起源のために必要とされる繊細なタンパク質とRNA要素に悪い影響を与える可能性があります。 地球上の生命は、この光量から保護される深い水中で起こったと考えられます。 地球上の生命は、したがって、解決不可能なくらい流動水と結ばれています。 しかし、誰が、紫外線遮蔽の必要がない惑星で、どんな種類の命が始まる可能性があるかについて知っているのでしょうか？ ひとつの課題として、今日、赤色巨星周辺で旋回している冥王星のような世界での生命の証拠を探さなければならないでしょう。 銀河系において、私たちは現在、赤色巨星として燃える1億の太陽のタイプ星々を知っています。 そして、科学者は、これらのシステムの全てが10AUから50Auの範囲内で住むのに適した惑星を持つことができた考えています。 それは、暖かい水の豊富な世界に生命の育みを求める当節の良い考査につながるはずです。 赤い巨星によって熟している有機質に富んでいる遠くの天体についての考えは、興味をそそるものです。 そして、私たちのような短い生命の生息地ならば、非常に興味を起こさせるものです。 しかし、私たちが新しい居住天体を探し環境を築くことは、私たちの太陽がその赤色巨星に至るまで余裕のある時間を残している間に到達しなければならない課題です。 |
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