火星を“地球化”して移住するには、ある素材が生み出す「温室効果」が鍵になる

8/2(金) 12:11配信

MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/GETTY IMAGES

火星は“攻撃的”な星だ。その大気は希薄で、もし人間が火星の表面に立てば、窒息と氷点下の気温のどちらで先に死ぬかという話になってしまう。

世代交代した探査機が映し出した火星の姿

だが、そうした表現は火星を大雑把に捉えすぎているかもしれない。火星は決して、すべてが赤錆で覆われ、凍りついた地獄のような風景というわけではない。中緯度の地域では、ほんの数インチほど地面を掘れば二酸化炭素などの気体が凍った氷や、凍った水さえ見つかるのだ。

将来は火星に移住したいと考える人たちは、火星がもっと暖かくて雨が降り、酸素が多ければいいのに──と不満を言う。そして、火星を植民地にして人類の存在を宇宙に宣言する際に、地球の空気をわざわざ運んでいく必要がなければいいのに、と考えている。

そして人間のほとんどが、地球をますます住みにくくすることに忙しい。こうしたなか、火星を地球に似た環境にすることを提案している少数の人々がいる。それがテラフォーミング（惑星改造／惑星地球化）と呼ばれるアイデアだ。

火星に温室効果をもたらすアイデア

このアイデアは天文学者の故カール・セーガンがすでに1971年に提唱しているが、希薄な大気が問題になることは当時でさえ認識されていた。大気が希薄なことで紫外線の放射を大量に受ける一方で、赤外線は大量に出ていく。赤外線は火星の氷を熱して溶かし、生命体に適した水に変える可能性をもつにもかかわらずだ。

地球の大気において、二酸化炭素は断熱材として作用している。これに対して火星の二酸化炭素は、すでにすべて失われてしまったか、何らかのかたちで地下に封じ込められているかのどちらかだ。地球では温室効果が手に負えなくなりつつあるが、火星では大気の二酸化炭素はとっくの昔になくなっている。

それでも、「雪で覆われた地面に日光が数センチメートルでも入り込めば、それによって温度が大きく上昇して昇華が生じます」と、ハーヴァード大学で惑星科学を研究する准教授のロビン・ワーズワースは説明する。日光が地表にある半透明の氷を通過して色の黒い表層土に当たり、土の温度が上がって凍っていた二酸化炭素が気体になり、地中から噴出する現象が起きるのだ。

ほかのさまざまな天体の気候や進化、生物が住める可能性を研究しているワーズワースは、あることを思いついた。このプロセスを人工的につくれないだろうか。断熱材料を使えば、火星に生物が住める温度にするうえで必要な温室効果をつくりだせるのではないだろうか──。

ワーズワースは「温室効果をもつ大気を数センチメートルに圧縮したいと思ったら、何が必要になるでしょうか」と問いかける。「鍵になるのは、その材料の透明度、その中を光がどのように伝わるか、そして断熱効果の高さです」

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最終更新:8/2(金) 12:11
WIRED.jp

転載元: nk8**6eのブログ

巨大な星の赤ちゃんを取り巻くガスの姿を鮮明に捉えた南米のアルマ望遠鏡使い山口大など

7/19(金) 17:34配信

巨大な星の赤ちゃんを取り巻くガスの姿を鮮明に捉えた南米のアルマ望遠鏡使い山口大など

アルマ望遠鏡が撮影した巨大原始星「G353.273+0.641」。原始星周囲のコンパクトな構造を赤、円盤を黄、その外側に広がるガスを青に着色して疑似カラー合成してある(Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)， Motogi et al)

　南米チリにあるアルマ望遠鏡を使って約5500光年離れた巨大原始星を観測し、この原始星を高解像度で捉えることに成功した、と山口大学の研究グループがこのほど発表した。原始星は生まれたばかりの赤ちゃん星。巨大な原始星は、一般的な原始星よりはるか遠い宇宙にあるため、これまで詳しい姿は分からなかった。今回、巨大原始星を取り巻くガスの姿を初めて真上から鮮明に捉えることができ、こうした原始星の進化の過程を明らかにする手掛かりになるという。

　研究グループは山口大学大学院の創成科学研究科の元木業人（もとぎ・かずひと）助教を中心に国立天文台や九州大学、茨城大学、鹿児島大学の研究者らも参加した。

アルマ望遠鏡での観測を基に描かれた巨大原始星「G353.273+0.641」の想像図。中央にある原始星を取り巻く円盤を真上から見下ろすような位置関係にあり、円盤の構造をはっきり見分けることができる（国立天文台提供）

　研究グループによると、質量の大きい星も小さい星も宇宙に漂うガスやちりが重力で集まってつくられるが、その過程は徐々に明らかになっている。しかし、大質量の星は数が少なく太陽系の近くにはないことや進化のスピードが速いことなどから、その誕生と成長については多くの謎が残っている。原始星についても、特に質量が巨大なものは、どのように周囲のガスやちりを取り込んで成長していくかよく分かっていなかった。

　元木助教らは、さそり座の方向にあり、約5500光年離れた巨大原始星「G353.273+0.641」をアルマ望遠鏡で観察した。この巨大原始星は太陽の約10倍の質量があり、取り巻く円盤状のガスをほぼ真上から見ることができる。

　元木助教らの研究グループが高い解像度を持つアルマ望遠鏡で観測した結果、この巨大原始星を取り巻く円盤は半径250天文単位（1天文単位は約1億5000万キロメートル）も広がっていることや、円盤よりも外側から円盤に向かってガスが落下してきていること、さらに円盤が非対称な構造を持ち、成長過程にあることなどが分かった。今回の観測で捉えられた円盤の質量は、太陽の約2～7倍とみられるという。

　今回の観測結果から研究グループは、これまでによく観測されている質量が小さい原始星も巨大原始星も、その周囲の性質はよく似ており、その成長過程も類似していることがはっきりした、としている。

　アルマ望遠鏡の正式名称は「アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計」で、2011年に観測を開始した高い解像度を誇る電波望遠鏡。日本と米国、欧州などが国際協力でチリ北部にあるアタカマ砂漠の標高約5000メートルの高地に建設した。直径約12メートルのパラボラアンテナ66台をつないで1つの巨大な望遠鏡のように運用する。日本は国立天文台が運用を担っている。

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