地球 2.0: 『インターステラー』の居住可能な世界はどこにあるか?

近日公開予定の映画『インターステラー』では、ヒーローの一団が死にゆく地球から飛び立ち、人類の新しい故郷を探します。予告編では説明されていない理由により、太陽系（火星を含む）はどうやら役に立たないようです。代わりに、惑星外探検家たちは別の恒星系にある地球 2.0 を探し出さなければなりません。

「我々の手の届く範囲に、居住可能な可能性のある世界が 12 個ある」と、インターステラーの予告編の 1 つでは約束している。現時点では便利なワームホールや他の恒星系に到達する手段がないという事実はさておき、もし来週太陽が爆発し、人類が太陽系から避難しなければならないとしたら、我々はどこへ行けばよいのだろうか?

地球と同じように居住可能な太陽系外惑星が存在する可能性は十分あり得る（そして期待さえされている）。科学者たちは、天の川銀河系だけでも、地球サイズの居住可能な惑星が 400 億個あると考えている。すでにいくつかは発見されている。

科学者は、惑星の潜在的な居住可能性をいくつかの異なる尺度で評価します。1 つは、惑星が居住可能領域内にあるかどうかです。居住可能領域とは、恒星の周りのいわゆる「ゴルディロックス領域」で、惑星の表面に液体の水が形成されるには暑すぎず寒すぎない場所です。もう 1 つの尺度は、惑星の半径、密度、表面温度を地球と比較する地球類似度指数です。

「最も近い地球2.0は、おそらく12光年かそれ以下しか離れていないでしょう。」

「物事の大きな枠組みの中で、私たちが生き残るためにはいつか太陽系から脱出しなければならないという考えは反駁の余地がないと思う」と、 『50億年の孤独：星々の中の生命の探究』の著者リー・ビリングスは言う。「しかし、それは遠い未来の話であり、よほどの理由がない限り、私たちは故郷の惑星を捨てることにあまり熱心になるべきではないだろう。」

では、私たちはどこへ向かうべきでしょうか。これは答えるのが難しい質問です、とビリングス氏は言います。科学者たちはまだ、地球人にとって完璧な第二の故郷を見つけていません。そして、過去であれば、私たちはその質問に間違った答えを出していたでしょう。さまざまな時点で、矮星グリーゼ581を周回する3つの異なる太陽系外惑星、グリーゼ581c、581d、581gは、最も居住可能な惑星であると考えられていました。しかし、581cは居住するにはおそらく高温でガスが多すぎることが判明し、581dと581gは存在すらしていません。ビリングス氏は、私たちがそれらの惑星に探査機を打ち上げたとしたら、彼らは何百年も旅しても、その先には何も見つからないだろうと指摘しています。

もう一つの問題は、居住可能な可能性のある太陽系外惑星のほとんどが、これまでM型矮星と呼ばれる暗い恒星の周囲で発見されていることだ。M型矮星は太陽よりも熱を放出しないため、液体の水が存在するためには、その周囲の惑星は恒星にもっと近づかなければならない。一部の科学者によると、それは安心できないほど近い距離だという。M型矮星の居住可能領域を周回する惑星は、壊滅的な太陽フレアや潮汐ロックのリスクがある。潮汐ロックとは、地球の月のように、惑星の片側が恒星に常に面し、熱い側と凍りつくほど冷たい側ができる現象である。

「これまでに発見された惑星のほとんどは、境界線上のケースです」とビリングス氏は言う。「それらの環境がどのようなものかを知るには、それらの惑星について十分な知識がありません。場合によっては、それらが存在するかどうかさえ確実にはわかりません。」

しかし、良いニュースもある。「最も近い Earth 2.0 は、おそらく 12 光年かそれ以下しか離れていないでしょう」とビリングス氏は言う。「私たちは、その発見にもうすぐ近づいていると思います。宇宙にはそのような惑星がたくさんありますが、地球のような正真正銘の真っ青な惑星はまだありません。」

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