私たちの惑星地球では、緑色は生命を意味し、クロロフィルによる光合成と結びついています。クロロフィルは、すべての陸上植物と海洋植物、および一部の細菌に存在する緑色の色素であり、光エネルギーを化学エネルギーに変換し、生命を可能にするために不可欠です。
しかし、私たちが間違った色を探していて、系外惑星の「生命の色」が緑色ではなかったらどうなるでしょうか?イサカ () にあるコーネル大学の研究者グループは、紫色調 (スミレと紫の範囲から) が生命探査の鍵となる色である可能性があることを発見しました。
地球上の一部の細菌はすでに赤外線を使用して光合成プロセスを実行しており、紫色の色素を含んでいます。これは大規模に、完全に別の世界で起こる可能性があります。
紫は他の世界の新しい緑になる可能性があります
別の恒星を周回する地球に似た惑星は、可視光や酸素をほとんど、またはまったく受け取らないバクテリアで覆われ、まったく異なって見える可能性があります。これはすでに地球上のいくつかの小さな地域で起こっており、代わりに目に見えない赤外線を利用して光合成を増加させています。
地球上のこれらの細菌の多くは緑色の代わりに紫色の色素を含んでおり、それらが優勢な紫色の世界は、次世代の地上および宇宙望遠鏡で検出可能な独特の「光の痕跡」を生成するだろうとコーネル大学の科学者が報告している。
「紫色細菌は幅広い条件で繁殖することができるため、さまざまな世界を支配する可能性のある生命の有力な候補となっています。」 – リギア・フォンセカ・コエーリョ氏。
この研究は最近、英国王立天文学協会の月刊誌「Monthly Notices」に掲載されました。 主な著者は、コーネル大学天文学部の生物工学および宇宙生物学の専門家であり、カール・セーガン研究所 ( CSI ) の准教授である Lígia Fonseca Coelho です。
生命の兆候としての色のデータベース
「私たちは、毎日私たちの周りで見つけているものとまったく同じに見えないという理由だけで、望遠鏡が系外惑星の生命を見逃さないように、『生命の兆候データベース』を作成する必要があります」と共著者のリサ・カルテネッガーは述べています。この研究は、CSIのディレクターであり、コーネル大学文科学部の天文学教授でもある。
超大型望遠鏡やハビタブルワールド天文台などの計画された天文台は、表面に液体の水が生まれる条件が整っている星のハビタブルゾーンでこれらの世界の化学組成を調査し、その組成を分析する予定です。
CSI の科学者からなる学際的なチームは、地球上の生命体をガイドとして使用し、系外惑星からの反射光の中でさまざまな生物や鉱物が示す色や化学的特徴をカタログ化しています。
紫色細菌の研究
一般に紫色細菌として知られる細菌は、実際には、黄色、オレンジ、茶色、赤などのさまざまな色を持っています。これは、たとえばトマトを赤くし、ニンジンをオレンジ色にする色素に関連する色素によるものです。彼らは、赤外線を吸収し酸素を生成しないクロロフィルの形態を使用する、より単純な光合成システムを使用して、低エネルギーの赤色光または赤外線で繁殖します。
研究者らは、それらは植物型の光合成が出現する前に初期の地球に普及していた可能性が高く、銀河系で最も一般的なタイプである低温の赤色矮星を周回する惑星に特に適している可能性があると述べた。
「地球上では、紫色のバクテリアがすでに特定のニッチで繁栄しています。彼らが緑の植物、藻類、その他の細菌と競合していなかったら、赤い太陽が光合成に最も好ましい条件を彼らに提供してくれるかもしれないと想像してみてください。」とリギア・フォンセカ・コエーリョ氏は語った。
この研究のために、科学者たちは、浅瀬、海岸線、沼地から深海の熱水噴出孔に至るまで、地球上のさまざまな環境で見られる20種類以上の紫硫黄細菌と非硫黄細菌のサンプルを収集し、培養した。彼らは、コーネル大学のキャンパス内の湖、夏の間のケープコッド沖の水域、および他の大学の協力者によって維持されている実験室の文化からいくつかのサンプルを収集しました。
紫色細菌の生体色素と鮮明な指紋を測定した後、研究者らはさまざまな条件と雲量を備えた地球に似た惑星のモデルを作成した。さまざまな模擬環境では、湿った紫色の細菌と乾いた紫色の細菌の両方が、強烈な生物学的色の特徴を生成しました。
コエリョ氏は、「紫色細菌が凍った地球の表面、海洋世界、雪だるま式の地球、あるいはより低温の恒星を周回する現代の地球の表面で繁殖するかどうかに関係なく、私たちは今やそれらを探すためのツールを手に入れた」と述べた。
別の太陽系で「淡い紫色の斑点」が検出されれば、CSIもカタログ化している有色鉱物など、他の色の発生源を排除しようとする惑星の集中的な観測が引き起こされるだろう。
緑か紫の宇宙人?
近刊予定の本「エイリアン・アース：宇宙における惑星狩りの新科学」の著者であるカルテネッガー氏は、現在の技術では生命の検出は非常に困難であり、たとえ一か所で単細胞生物が見つかったとしても、生命の存在が示唆されるだろうと述べた。宇宙全体に広げなければなりません。これは、「宇宙で私たちは孤独なのか?」という長年の疑問に対する私たちの考え方に革命をもたらすでしょう。
「私たちは、自分たちの周りにあるこれらの魅力的な世界に目を向けているところです」とカルテネッガー氏はコメントした。 「紫色のバクテリアは、非常に多様な条件下で生存し、繁栄することができるため、多くの異なる世界では、紫色が単に新しい緑である可能性があることが容易に想像できます。」
ニュース参照:
Coelho、LF他。紫は新しい緑です。生体色素と地球に似た紫の世界のスペクトルです。王立天文学協会の月刊通知、vol. 530、いいえ。 2024 年 2 日。
