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環境・サイエンス・ITニュースへのコメントだよ!

光がまったく届かない地底で光合成細菌が発見される。予想外の生存メカニズムの発見で、火星生命体への期待度アップ
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 これまで、光合成によるエネルギーで繁殖していたと考えられていた地球最古の生物の一種、シアノバクテリアが、太陽の光が届かない地底深くで発見された。



 定説をくつがえすこの発見に、科学者らは地底には思いもよらぬ生物が存在している可能性を示唆した。そう、地球外生命にも関係のある話だ。

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ダーク・バイオスフィアに存在していた、在るはずのない生物



 “ダーク・バイオスフィア”とも呼ばれる地下環境は、地表から数百メートルも続いており、まったく光の届かない場所だ。



 今回、このダーク・バイオスフィアで発見されたのは、シアノバクテリア(藍色細菌・原核生物)の一種で、これまで生きるために日光が必要だと考えられていた細菌である。



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赤い蛍光色の部分が岩石に付着したシアノバクテリアの細胞を示す
image credit:F. PUENTE-SANCHEZ/PNAS 2018


なぜここにいる?光のない場所に光で生きるシアノバクテリアが



 シアノバクテリアが発見されたのはまったくの偶然だ。



 スペインの国立生物工学センター(National Centre for Biotechnology)の微生物生態学者であるフェルナンド・プエンテ=サンチェス氏は、別の細菌を探すために613メートルの地下から採取した岩石標本を調べていた。



 それなのにシアノバクテリアが見つかってしまったために、最初はとんでもないミスを犯したのではと心配になったそうだ。「博士号が台無しになってしまう!」



 シアノバクテリアは少量の太陽の光さえあるところなら、地球のどこででも見ることができる細菌だ。



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シアノバクテリアが付着していたダーク・バイオスフィアの岩石
image credit:F. PUENTE-SANCHEZ/PNAS 2018


水素濃度と関連性が?



 だが、それが見つかったのは、光など絶対に届かない、完全な闇の世界からだ。一体どのようにして生きることができたのか?



 答えは水素と関係しているようだ。



 遺伝子解析によって、地中のシアノバクテリアは、カロスリックス属、クロオコッキディオプシス属、ミクロコレウス属と関係していることが判明。また岩石を採取した場所は水素濃度が減少していることも分かった。



 プエンテ=サンチェス氏らの見解では、シアノバクテリアは水素を使って日光と酸素のない環境でエネルギーを得ている。水素電子を地下に存在するさまざまな電子受容体に送り、その過程で少量のエネルギーを生じさせるのだ。





光合成に変わる事実上の生存メカニズムの発見か?



 この電子輸送システムは、これまでもほかのシアノバクテリアで発見されたことがある。しかし、今回の場合は、光合成に変わる事実上の生存メカニズムではないかと推測されている。



 現時点では仮説でしかないが、この能力は、砂漠や海中のような極限環境で生存するうえでも役に立つのではと考えられている。



 「このメカニズムはシアノバクテリアの系統で受け継がれている可能性があります。それは光合成を行わない祖先の生活を反映したものかもしれません」とプエンテ=サンチェス氏は説明する。





火星にも生命体が?期待が高まる



 そして、このことは地球だけでなく、火星のような場所の生命についても示唆に富んでいる。



 「これまで知られていなかったシアノバクテリアの生態的ニッチは、その起源や進化モデルを示唆しているとともに、地球以外の天体における現在や過去の生態圏をも指し示しているかもしれません」とプエンテ=サンチェス氏は話す。



 もちろん彼は、火星の地下にシアノバクテリアが潜んでいると言っているわけではない。しかし、未知の環境で生命が生きられる方法について理解を広げてくれたことは確かだ。



 この発見は『PNAS』に掲載された。



References:sciencenews / pnas/

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the final

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遠い宇宙から飛んできた記録的な数の「高速電波バースト」が検出される。その数は一気に2倍に(オーストラリア研究)
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 オーストラリア州にある巨大な電波望遠鏡によって、ここ1年間で20という記録的な数の未知の天体現象「高速電波バースト」が検出された。



 高速電波バーストは2007年以降その存在が確認されたが、この1年で一気に倍増した形となる。そのいくつかは、これまでで最も近くかつ最も明るいものだという。

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未知の天体現象「高速電波バースト」



 高速電波バーストとは、わずか数ミリ秒間のみランダムに発生する謎の電波で、数十億光年先から放たれていると考えられている。そのエネルギーは非常に強く、太陽が放つエネルギーの80年分に相当する。



 現象が非常に短い間しか続かず、またランダムにしか発生しないために検出は難しい。初めて検出されたのは2001年のことだが、それが観測エラーではないと専門家の間で合意が得られたのは2007年になってようやくのことだ。



 研究からは、高速電波バーストが宇宙のほぼ半分の距離を旅してやってくることが明らかになっている。しかし、電波の発生原因や発信源となっている銀河はまだ分かっていない。



 原因については、中性子星のような巨大な天体から放たれたり天体の衝突によって発生したりしているとの説のほか、遠く離れた場所に住む未知の異星人が生じさせた人工的なものという少々とっぴな説まである。





Animation shows how fast radio bursts travel to Earth



 研究者が特に注目するのは、高速電波バーストの波長の違いだ。



 ここから電波がどれくらいの物質を飛び越えて地球にまで届いたのか推測することができるからだ。一般に、それはガスの雲を通過しつつ数十億年も旅をしてやってくる。





高速電波バーストの謎を解くことが宇宙の謎を解くカギに



 今回の研究の主執筆者であるオーストラリア・スウィンバーン工科大学のライアン・シャノン氏によると、「こうしたデータを使って、銀河の間に広がる宇宙に存在するまだ見つかっていない物質を検出」することができるのだという。



 シャノン氏の研究チームは現在、電波バーストの位置をピンポイントで特定しようとしている。その精度は1度の1000分の1という、「10メートル先から見た髪の毛の幅」に匹敵する精密さである。



 なお今回、記録的な数を検出することができたのは、オーストラリア・スクエア・キロメートル・アレイ・パスファインダー(Australian Square Kilometre Array Pathfinder/ASKAP)に負うところが大きい。



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オーストラリア・スクエア・キロメートル・アレイ・パスファインダー



 この電波望遠鏡は、合計で36個のパラボラアンテナを装備しており、1ヶ所を集中的に観測することも、いくつかの方向に向けて観測することもできる。



 8つのパラボラアンテナを使えば、同時に240平方度を見渡すことができる。これは満月の1000倍に匹敵する視野である。



 その巨大なパラボラアンテナで数年に渡りいくつもの高速電波バーストを発見してきたことから、『指輪物語』に登場するすべてを見通す目を持つ冥王の名にちなみ、”サウロン”との愛称で呼ばれている。



 この研究は『nature』に掲載された




☆検出装置は同じかいな?

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the final


第2の地球を探し出せ!宇宙望遠鏡「TESS」が打ち上げられる(NASA)
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 太陽系の向こうには幾千億の世界が広がっている。だが、ほとんどの時間、私たちにそれが見えることはない。



 大小の太陽系外惑星を地球から見つけようとしても、通常それらは従属する恒星の光に飲み込まれている。 



 4月18日、米フロリダ州からNASAが打ち上げたTESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite/トランジット系外惑星探索衛星)は、太陽系外惑星を探し出す為のもので、第2の地球の発見を目指している。

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How NASA’s Newest Planet Hunter Scans the Sky



 TESSは遠方の恒星を周回する太陽系外惑星を探索するために設計された。米スペースXのファルコン9ロケットで、フロリダ州ケープカナベラル空軍基地から打ち上げられた。



 TESSの科学者、ナタリア・ゲレーロ氏は声明の中で「全天の観光ツアーを行おうとしている最中で、ある意味、何が見えるかはまるで予測できません。まるで宝の地図を作っているかのようです」と述べた。





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image credit:NASA


わずかな光と影を頼りに4台の高性能カメラで検出



 TESSはどのようにして外惑星を探すのだろうか?



 たとえ小型の惑星であっても、恒星の手前を横切る時、その光はわずかに暗くなる。TESSはこの現象を検出するのだ。



 TESSに搭載された4台のカメラがこの現象を見張る。このカメラはケプラー宇宙望遠鏡に比べて400倍広い範囲を観測できる。



 搭載カメラは空の一部分に向けられて写真を撮影する。撮影の速度は2分に1度だ。また30分に1度、広角で空の広い部分を撮影する。



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image credit:NASA


未知なる宇宙の真実に近づく



 TESSは今後2年間かけて太陽から300光年の範囲内にある宇宙の85%を調査する。MITによれば、1つの区画には2000万個以上の恒星がひしめいているそうだ。

 

 専門家は、検出可能な惑星が公転している星は数千にも上ると予測している。また地球サイズの惑星なら50個は見つかるだろうと期待されている。



 「2分に1度の写真で、惑星が前を横切った時の星の光の様子を動画のように記録できます。また30分に一度の写真なら、超新星、小惑星、重力波に対応する現象などを観測できるかもしれません。そのタイムスケールでどのようなものが見れるか、予測不能です」とゲレーロ氏は話す。



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image credit:NASA


第2の地球の発見に期待



 TESSは太陽より若干小さく暗い恒星の居住可能と考えらえるエリアを観測し続ける。これによって本当の意味で地球のような惑星が発見されることもありえる。



 「現時点で、そこに生命が存在するかどうかを断言できる科学はありませんが、小さな岩石の惑星は相当に一般的であるらしいことは分かっています。観測地点のいろいろなところにあり、そのどれかには生命が宿っているかもしれません」とMITの外惑星研究者サラ・シーガー氏は説明する。



 おそらく、TESSの調査から判明する可能性が最も高い嬉しい発見は、それらとの近さだろう。そしてTESSは300光年先までしか観測できないため、それを足がかりにその後の追跡調査が行われる。





NASA’s New Planet Hunter: TESS



今、その旅ははじまったばかり



 地上の望遠鏡やジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(2020年打ち上げ予定)なら、TESSが発見した外惑星の大気を検出することもできるかもしれない。



 トランジット法はこれまでも外惑星を探索する際に用いられてきた手法だ。NASAのケプラー宇宙望遠鏡はトランジット法によって2600個もの太陽系外惑星を発見してきた。



 TESSはケプラーが残したギャップを埋める手助けをする。TESSが探すのは、地球と同じくらいのサイズを持つ太陽系外惑星だ。これによって宇宙に私たちの世界に似た世界がほかにも存在するのかを知る手がかりを得る。



 もちろん、第二の地球が一夜にして発見されるとは思わないほうがいい。



 「居住可能な惑星ハントは何世代にも渡る気長な作業です。どうぞ慌てないでください。忍耐は美徳ですよ!」とシーガー氏は話してくれた。



 未知との遭遇はいつか必ずやってくるのかもしれない。




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おやすみ、ケプラー!太陽系外惑星を観測し続けていたケプラーがスリープモードに突入。燃料が底をつき最後の眠りへ
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 ケプラー探査機(宇宙機)のミッションは終わりを迎えようとしている。



 太陽系外惑星や他の太陽系に関する理解を大きく変えた探査機には、もうほとんど燃料が残されていない。



 現在、ケプラーはスリープモードに移行。残された燃料を、最後となるかもしれないデータを地球に送信するためにとっておくためだ。



 それは10月10日に予定されている。

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ほとんど燃料は残っていないことを確認



 正確にどのくらいの燃料が残っているのかを知ることは難しいが、ほぼ残っていないと推測されている。



 地球のような重力が十分にある場所なら、燃料の計測は単純だ。タンクの底に溜まっているために、簡単に測れる。



 しかし宇宙空間では、タンク内に加圧された空気袋があり、これが膨らむことでタンクから燃料を押し出すようになっている。



 これは燃料を本体に送り込むには効率のいい方法だが、残りの燃料を計測するには向かない。



 空気袋の圧力は残りの燃料を把握する指標になる。しかしタンクの壁が空気袋と燃料を押さえつけてしまうので、燃料が少なくなるほどに、圧力から知れる燃料の残量は不正確になってしまう。



 これ以外にも残量を知る方法はあるが、それらもあまり正確ではない。



 ケプラーを担当するチームは、そうした方法を全て試し、そこからおおよその残り燃料を推測した。



 その結果、今回もう無駄にできる燃料はないことが判明したわけである。



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image credit:NASA




これまでのケプラーの成果



 ケプラーが打ち上げられたのは2009年のこと。以来、多大な功績を収めてきた。最初のミッションでは空のほんの一区画に2327個もの外惑星があることを確認した。



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ケプラーが調査していた空の領域の星図(NASA / Ames / JPL-Caltech)



 一方で、2012年にはトラブルにも見舞われた。



 4つあるリアクションホイールのうち2つが故障してしまったのだ。リアクションホイールは精密な照準をつけるために必要なものであるため、これは致命的なアクシデントとなった。



 そこで、機体の状況に応じて、超新星・星の形成・小惑星・彗星を観測する第二のミッションに変更された。これは「K2」あるいは「セカンドライト」と呼ばれている。



 セカンドライトでは、325個の外惑星が確認された。しかし、現時点ではこのミッションによるデータのすべてはまだ受信されていない。



 最後のミッションは、2018年8月29日に開始された19回目の観測キャンペーンだ。27日間で、水瓶座にある3万個以上の星々と銀河を観測した。



 また、7つの地球サイズの惑星を伴うTRAPPIST-1をはじめ、外惑星を持つと推測されている外惑星系は10以上もある。そのため、ケプラーによる外惑星の発見数は今後も増える公算が高い。



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image credit:Jon Lomberg/NASA


ケプラーの以前の外惑星調査



 ケプラーが打ち上げられる前、外惑星の理解はほとんど進んでいなかった。地球上にある望遠鏡からでは、数年で数個の発見がせいぜいだったのだ。



 初めて外惑星が確認されたのは1992年のことで、PSR B1257+12というパルサーでまとめて発見された。

 

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image credit:NASA/Kepler


 外惑星の発見が一気に加速したのは、ケプラーあってのことだ。



 ケプラーは外惑星以外にも、2015年に超新星を3つ観測している。さらに我々の太陽系においても、2016 BP81というカイパーベルト天体を皮切りに天体を発見した。



 10月10日には、もしかしたら最後となるかもしれないNASAディープスペースネットワークを介したデータが届けられることだろう。



 ケプラーは燃料が尽きるその時まで、外惑星を見続け、我々に新たなる発見を知らせてくれるだろう。



 そのケプラーからバトンを渡されたのは、今年4月に打ち上げられた後継機となるTESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)だ

 

 今後2年間で20万個もの星々を観測し、ケプラー以上の精度で外惑星の調査を行う予定である。





Meet NASA's new exoplanet-hunting satellite, TESS

via:universetoday/

☆ケプラーなんて、存在すら知らなんだ!

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天文学者が教えてくれた地球の終わり方。アンドロメダ銀河が衝突し、銀河間空間に放り出される(オーストラリア研究)
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 宇宙の未来は暗い。それが死ぬとき、地球も生命も何もかもを飲み込んでしまう。



 オーストラリア・シドニー大学の天体物理学者ジェレイント・ルイス教授が、地球と生命と宇宙の終わりについて教えてくれた。



 科学イベント、ニューサイエンティストライブで、彼は「50億年以内に壮大なことが起こります」と語った。



 天の川に一番近い銀河であるアンドロメダは、年におよそ500万キロずつ地球へ接近している。それはつまり、「30億年後にアンドロメダ銀河が私たちの銀河に衝突」するということだ。



 大分先のことなので、タイムトラベルでもしない限り、それを体験することは不可能だが、1つのシナリオとして想像してみよう。

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太陽系の星は銀河間空間に放り出される



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 「衝突によって天の川が揺さぶられ、新しい星々が誕生するために、クリスマスツリーのようにライトアップされるでしょう。



 この衝突で生じるガスはあっという間に使い果たされます。新しい星々が形成され、死に、最後は超大質量ブラックホールに飲み込まれます」



 このとき、太陽を含む太陽系の星々は「銀河間空間に放り出される」ことになる。



 お先真っ暗だ。 だが今を生きる生命にとっては、あまり関係のない話なので、心配には及ばない。なにしろ、この時間スケールで見た場合、太陽もまた死ぬことになるだろうから。



 「30億年以内に、太陽がヘリウムを燃やし尽くして膨張を始め、そのために地球は激しく照りつけられます。そして、まず水星が、次いで金星、地球と太陽に飲み込まれます」



 このカタストロフィーを生き延びるには、そのときまでに人類は太陽系を、ことによっては天の川を脱出しなければならない。



 しかしルイス教授はさらなる問題を指摘する。





ダークエネルギーが宇宙の膨張を加速させる



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 「困ったことに、ダークエネルギーが宇宙の膨張を加速させています。そのためにいつの日か、遠方にある無数の銀河が私たちの目の前から完全に姿を消すでしょう。そうなれば、再びそれらを目にすることはありません」



 その後、今から10兆年も過ぎた頃、宇宙はガスと素材を使い果たして、新しく星が形成されることもなくなる。



 「太陽と同じく、星々は死に絶え、やがては赤色矮星だけが残されるでしょう」



 赤色矮星の大きさは太陽の2割程度で、冷たく、しかも気まぐれに放射線を大量に含んだ苛烈な太陽フレアを生じさせる。そのために、そこを公転する惑星に生命が宿ることはない。



 この時点で生命が誕生することもなくなり、宇宙にはもはや死んだ星々とブラックホールしか残されていない。



 そして今から100兆年後、「最後の星が死に、宇宙は完全な闇」に包まれるのである。



 これが宇宙の終焉である。



 ルイス教授の話は聞かせてもらったけど、地球滅亡はもっと早く起きる可能性はなきにしもあらずだ。



 ベテルギウスは膨張してるし、小惑星がぶつかってくるかもしれない。そして最も懸念すべきは、人類が自分たちの手で地球を破壊しまうシナリオだ。



References:END OF THE WORLD: THIS is how Earth and the universe will be DESTROYED/

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