新しい研究は何世紀にもわたる理論に疑問を投げかけます：彗星は地球上の生命の起源の「種子の運び屋」ではない可能性があります

要約:

長い間、科学界は一般に、彗星が生命の形成に必要な主要な化学原料を地球にもたらし、初期生命の誕生のための条件を作り出したと信じてきました。しかし、英国のケンブリッジ大学が主導した新しい研究は、この古典的な理論に疑問を投げかけました。研究者らは、高度なコンピューターシミュレーションを通じて、彗星が生命前駆体分子を地表に届けることに成功する可能性はこれまで考えられていたよりもはるかに低く、極めて稀であるとさえ言えることを発見した。

彗星には、シアン化水素 (HCN) などの重要なプレバイオティクス分子を含む、炭素、窒素、その他の元素で構成される有機化合物が豊富に含まれています。シアン化水素は、最終的に生命の構成要素を形成する一連の化学反応に関与していると考えられています。したがって、ほぼ1世紀にわたって、彗星は太陽系全体で生命の化学原料を「輸送」するための重要な輸送体であると考えられてきました。

この研究の筆頭著者であるケンブリッジ大学天文学研究所のリチャード・アンスロー博士は、科学者たちはこれまで、彗星は生命の原料を若い惑星に直接届ける大きな「宇宙雪玉」のように、大量の炭素と窒素を含む分子を運んでいると考えていたと述べた。このアイデアは非常に魅力的でしたが、最新の研究結果によると、このシナリオが実現する可能性は非常に低いことがわかりました。

問題は主に彗星の衝突プロセス自体にあります。研究チームのシミュレーションによると、ほとんどの彗星は非常に高速で、理想的とは言えない衝突角度で地球に突入する。このような激しい衝突条件下では、運ばれたほとんどすべての壊れやすい有機分子は高温と衝撃波によって完全に破壊され、無傷で表面に到達することはできません。

研究者らは、最新の彗星衝突シミュレーション、彗星と大気の相互作用モデル、彗星の起源と進化のダイナミクスに関する研究を組み合わせて、この長年の仮説の体系的な検証を実施しました。この結果は、一部の分子が生き残って地球に到達する可能性を理論的に完全に排除することはできないが、そのような状況は極めてまれな出来事とみなすことができることを示している。

アンスロー氏と彼の共同研究者らは、惑星が互いに比較的近い惑星系では、彗星が複数の惑星の間を通過したり「跳ね返ったり」を繰り返すことで徐々に速度を落とし、それによって有機物質をより安全に輸送する可能性があるという考えを以前に提案した。この研究では、このメカニズムが太陽系の歴史の中で起こった可能性があるかどうかをさらに調査します。ただし、結果は、最も有利な条件下であっても、この状況は依然として非常にまれであることを示しています。

この研究では、重要な分子であるシアン化水素に特に注意を払いました。シミュレーションの結果、シアン化水素を運ぶ彗星が、分子が衝突に耐えながら、適切な速度と角度で地球に衝突するために必要な条件は、非常に厳しいことが判明した。

研究チームは、生命の起源の原料が本当に彗星から来ているのであれば、これは何百万年もの間地球上に来続けた安定した供給プロセスではなく、極めて偶発的な「100万回に1回の出来事」である可能性が高いと考えています。アンスロー氏は、このプロセスを実現するには、衝突パラメーターが完全に適切である必要があるだけでなく、その後の化学反応が迅速に展開し、最終的に生命の起源を促進するのに十分な濃度に達する必要があると指摘しました。

研究者たちは、地球に加えて、火星の状況も調査しました。その結果、火星は地球に比べて重力が低いため、有機分子に対する破壊的な影響が比較的弱いことが分かりました。したがって、理論的には、彗星がプレバイオティクス分子を火星に輸送する成功確率はわずかに高い可能性があります。

しかし、研究者らは、火星であっても生命の化学原料をうまく受け取る可能性は非常に限られていると強調しています。アンスロー氏は、これは生命が火星で彗星によって運ばれた原材料を入手したに違いないことを意味するものではなく、このプロセスが地球上で極めて稀であるとすれば、火星で起こる確率は若干高いかもしれないが、一般的とは程遠いと述べた。

彗星が生命の種を蒔いているという理論に疑問が投げかけられる中、科学者たちは他の可能性を再検討し始めています。生命の形成に必要な重要な分子は若い地球そのもので直接形成されたのではないかという見方もある。別の見方は、小惑星の衝突が本当に重要な原因である可能性があるというものです。小惑星の衝突はより頻繁に発生し、高速彗星よりも有機分子へのダメージが少ない可能性があります。

研究者らは、この結果は生命の起源における彗星の役割を完全に否定するものではないが、これまで考えられていたように、彗星が生命の原料を地球に継続的に届ける主な経路ではないことを示していると述べた。 Scientific Reports に掲載されたこの研究は、科学界に、地球上の生命のための最初の化学物質はどこから来たのかという、1世紀近く存在してきた核心的な疑問を再考するよう促しています。