第15章「宇宙生物学」VIP免费

第15章「宇宙生物学」1.概要宇宙生物学とはどういう学問分野であろうか？「宇宙生物学」そのものは、生物学の一部として、宇宙における生物を扱う学問分野である。また、地球の生命体が宇宙に進出した際の課題を解決する分野としても研究が進められてきている。しかし、地球以外に生命体が発見されていないことや、生物学者の多くが地球の生命は奇跡の存在であるので他の天体に生命体がいるはずがないと考えることもあり、我が国では主流にはなっていなかった。一方、宇宙生物学以前に、生物がどのように地球上に発生したのかという基本問題もある。生命の起源を扱おうとすると、生物学のみならず、化学や地質学（地球物理学）との協力が必須である。また、天文学における太陽系外惑星の発見や太陽系天体探査機の登場と相まって、地球に限定せずに広く宇宙における生命体の起源や進化論ずる必要性も高まってきた。さらには、極限環境の生命（高温、高酸化度、高アルカリ度、地下、岩石、高層大気など）について考察し、生物の存在意義や普遍的な仕組を理解しなければならない。そのためには、地球外生命の探査も必要になるであろう。このように、宇宙生物学は文明や生命の未来などについても検討しようとする学際分野として、その概念が広がってきている。欧米では、宇宙生物学に相当する専門用語としてastrobiologyやexobiologyが用いられる場合が多い。両者とも概念としてはほぼ同じであるが、exobiology（圏外生物学）という言葉は1960年にレーダーバーグ(JoshuaLederberg)により提唱されていたのに対抗し、1997年に惑星NASAが提唱した単語がastrobiologyである。天文学の立場から宇宙の生命にアプローチする場合はbioastronomy（生物天文学）を用いることが多い。実際、国際天文学連合には生物天文学を扱う委員会も設置され、天文学の一分野としての地位が確立している。この研究分野は宇宙機関が主導するという背景があったため、欧米では宇宙生物学に関連する研究者が2000年頃から急増した。NASAは1997年にはNASAアストロバイオロジー研究所を設立し、米国内の協力機関を公募する形で、トップダウン的研究を進め、定期的に開催される学会活動も存在している。欧州では、欧州宇宙機関の支援を受けつつ、関連研究者の国内組織がボトムアップ的に連携する組織が立ち上がり（欧州アストロバイオロジーネットワーク連合;EANA）、毎年活発な研究集会を開催している。日本にも、各分野内で宇宙と生命について興味をもつ研究者は多く、生物分野に近い宇宙生物科学会や化学分野に近い生命の起源とその進化学会が活動していたものの、天文学や地球物理学をも包含する研究グループは存在していなかった。しかし、2009年にアストロバイオロジーネットワークが立ち上がり、既存の学会とも連携しながら、本章で紹介する諸活動を進めている。２．星間分子星間空間には希薄な星間ガスが存在する。その中でも濃い部分は星間分子雲と呼ばれ、その構成主体は分子となっている。星間ガス雲中にこのような濃い部分が存在することは1970年前後に電波天文観測により明らかになった。20世紀初頭から二原子分子が彗星に存在することは知られていたものの、当時の常識では、宇宙空間には星からの紫外線が満ちているために多原子分子は存在し得ないとされていた。ところが1963年に水酸基(OH)が発見されて以来、次々に星間ガス雲中に分子（星間分子、interstellarmolecule）が発見され、その後も有機分子を含む多原子分子が発見されてきた。また、星間分子は、星間分子雲のみならず赤色巨星周囲のシェルや系外銀河でも多数検出されている。2012年現在、160種類の星間分子が検出されている（未確認のものも含んだ数字）。日本の国立天文台を中心とするグループも、国立天文台野辺山にある45m大型電波望遠鏡を用い、17種の星間分子を発見した。これらの星間分子を大別すると表15-1のように分類できる。星間分子として最も多いのは、水素分子である。次に多いのが一酸化炭素(CO)と水蒸気(H2O)であるが、水素...