地球以外にも生命が発生もしくは存在できる惑星があるのでしょうか。
もしあるとすればその惑星にはどのような特徴があるのでしょうか。
簡単にご説明します。
惑星の居住可能性について
居住可能な惑星とは、良い感じの恒星系に位置しており、良い感じの特性を持った惑星です。
つまり、基本的には恒星と惑星によって決まります。
下記でどんな恒星・惑星が良い感じなのか具体的に見てみます。
恒星の特徴
下記4点が考慮すべきポイントです。
- 恒星の温度
- 恒星の大きさ
- 恒星の光度変化
- ハビタブルゾーン周辺の状況
恒星の温度は？
4000K～7000Kの温度の恒星が、居住可能な恒星系とされています。
このくらいの温度の恒星は、下記のような特徴があります。
①生命が誕生・発展するために十分な時間存在する。 ＊温度によって寿命が変わる
②大気中にオゾンなどの重要な物質を発生させる紫外線を放射する。
③液体の水か存在する可能性がある。
ちなみに、太陽は約5700Kなのでちょうどよい温度ですね。
＊1K(ケルビン)= 1＋273.15 ℃です。
恒星の大きさは？
恒星は時間とともに光度を増す（温度も増す）ためハビタブルゾーンが徐々に外側に移動します。
また、恒星は質量が大きいほど寿命が短くなります。
「寿命が短い＝光度が増す（温度が増す）スピードが速い」ので、大質量の恒星ほどハビタブルゾーンが外側へ移動するスピードが速いということになります。
ハビタブルゾーンに惑星が長い時間存在することができなければ、その分生命の誕生・発展の可能性も低くなると考えられています。
恒星の光度変化は？
恒星の光度は周期的に変化するのですが、その光度変化が激しい場合は生命の誕生・発展に悪影響があると考えられています。
太陽の場合は、11年周期で約0.1％の幅の変化をしていますが、これはかなり安定している恒星と言えます。
ハビタブルゾーン周辺に大型惑星がいないか？
ハビタブルゾーンの近くを公転する大型の惑星がある場合、その大型惑星の重力に影響を受ける可能性があると考えられています。
太陽系の場合は、大型惑星である木星周辺に惑星になることができなかったと考えられる小惑星帯があります。
惑星の特徴
下記4点が考慮すべきポイントです。
- 質量
- 自転
- 公転軌道
- 化学
十分な質量か？
大気を保持するのに十分な重力を持つ質量であることが重要です。
また、十分な質量の惑星のコアには、恒星風に対するシールドとして働く磁気圏を生む鉄が含まれている可能性が高いです。
質量が小さいほど体積と比較した表面積の割合が高くなり、生命を維持するための地質学的なエネルギー源を速く失ってしまう可能性があります。
自転は？
自転のスピードが遅すぎると下記問題があると考えられています。
- 日中と夜間の温度差が大きすぎる
- 磁気圏を生み出せなくなる
公転軌道は？
惑星が恒星を中心としてきれいな円を描く軌道の場合は、恒星から受けるエネルギーの変化が少ないため生命の誕生・発展に有利に働くと考えられています。
逆に、大きく楕円に公転する場合は恒星に最も近づくときと最も離れるときとで惑星の受けるエネルギーが変わるため、その変化幅が大きすぎると悪影響があると考えられています。
化学的な性質は？
炭素、水素、酸素、窒素があるかどうかが重要だと考えられています。
ちなみに、地球外の生命体はまだ発見されていないため、地球や太陽系で生命にとって適するとされる特徴からこれらは推測されています。
参考までに
下記の動画が少し参考になります。
参考）Wikipedia
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