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生命発生に有利なCOに富む惑星大気 東工大×東大研究チームが形成条件を解明

東京⼯業⼤学と東京⼤学の研究チームは、⽣命発⽣に有利な惑星環境とされる⼀酸化炭素(CO)に富んだ惑星⼤気が形成される条件を理論的に明らかにした。

⼀酸化炭素に富む⼤気(CO⼤気)は、⽣命の前駆物質となる有機化合物が形成されやすく、⽣命発⽣に有利とされる。地球の初期⼤気では、COが暴⾛的に⽣成されて蓄積する「CO 暴⾛」状態が存在しえたといわれている。だが、CO暴⾛状態が発⽣し、CO⼤気が形成される条件はこれまで不明であった。

研究チームは、①現在の太陽(G型星)、②太陽に似た恒星であるうしかい座シグマ星(σBootis)(F型星)、③エリダヌス座イプシロン星(εEridani)(K型星)を周回する⽣命の存在しない惑星の⼤気についてシミュレーションした。

その結果、表⾯温度が太陽よりも低いエリダヌス座イプシロン星のような恒星の周りの系外惑星では、CO暴⾛が引き起こされやすいことが分かった。⼀⽅で、表⾯温度が太陽よりも⾼いうしかい座シグマ星のような恒星の周りの系外惑星では、CO暴⾛が引き起こされにくいことが明らかになっている。

炭素循環の理論的枠組みに基づくと、⼤気中CO₂濃度は中⼼星からのエネルギーフラックスが⼩さい場合ほど⾼くなると予想される。主系列星の光度は時間とともに増⼤するため、より若い太陽型星周りで液体を維持できる領域「ハビタブルゾーン」の外縁に位置する惑星ほど⼤気中CO₂濃度は⾼くCO暴⾛が発⽣しやすいといえる。

研究チームは「⽣命の前駆物質を⽣成しやすいCOに富む⼤気の形成条件という、従来考えられてこなかった観点から初期地球環境の制約を⾏ったことは、⽣命起源の研究に⼤きな波及効果があると考えられる」とコメントしている。