[비즈한국] 1960年代から70年代にかけてのアポロ計画で、宇宙飛行士たちが月面から岩石や塵を持ち帰って以来、地球外の天体に着陸し、自らその物質を持ち帰った事例はこれまでわずか2回しかない。その2回とも、地球よりはるかに小さい小惑星であった。
一度は日本の探査機「はやぶさ2」が挑んだ小惑星リュウグウであり、もう一つはNASAの探査機「オシリス・レックス（OSIRIS-Rex）」が訪れた小惑星ベヌーだ。両ミッションとも同様の方法で行われたが、厳密に言えば着陸というよりは、小惑星の表面に一瞬だけタッチして戻ってきたという表現が正しい。小惑星の表面にタッチダウンした瞬間に舞い上がった破片を採取してカプセルに収め、それを載せて無事に地球へ帰還したのだ。いわば、小惑星に「タッチ＆ゴー」をして帰ってきたのである。
オシリス・レックスは2020年10月20日にベヌーへ接触し、サンプルを採取した。そして2023年9月24日、サンプルを載せたカプセルが地球の大気圏を無事に突破して帰還した。地球に持ち帰られたベヌーのサンプルは合計121.6グラム。これは地球に回収された小惑星サンプルの中で最大量である。そして最近、天文学者たちはこの小惑星の塵の中に驚くべきものを発見した。地球の生命体を構成するDNAとRNAのすべての材料が発見されたのだ！これだけではない。ベヌーが元々はもっと巨大な惑星、生命を宿していた惑星が破壊されて残った破片である可能性も示唆されている。
探査機を直接送る前まで、天文学者たちは長い間、ベヌーも極めて平凡な小惑星だと考えていた。地球に落下する隕石の中には、鉱物が丸く固まった形が容易に見られる。これをギリシャ語で粒を意味する「コンドリュール」と呼ぶ。正確な起源はまだ解明されていないが、おそらく太陽系形成初期の強烈な太陽光で溶けた鉱物が再び固まることで作られた姿だと推定される。このような丸いコンドリュールの形状は、非常に多くの小惑星や隕石で容易に見ることができる。
ところが、実際に探査機が訪問して確認したベヌーの状況は予想を超えていた。ベヌーの岩石には一般的な形のコンドリュールがほとんど見当たらなかった。ベヌーは化学的に、よりダイナミックな歴史を経験したように見えた。このようなベヌーの独特な状況を説明できるのは一つしかない。まさに水だ。
水は岩石や鉱物の性質を効率的に変化させる材料である。ベヌーのサンプルには、水による痕跡が非常に鮮明に残っている。リン酸マグネシウムをはじめとする多様なリン酸塩やケイ酸塩が存在する。これらは水があってこそ生成される代表的な成分だ。同時に、生命を構成するのに不可欠な材料の一つである炭素と窒素も非常に多く発見される。こうした証拠は、ベヌーが単に宇宙空間を漂っていた小惑星の石ころではなく、元々は海を湛えていた巨大な惑星から分離した欠片である可能性を示している。
さらに今回の分析では、全20種類のアミノ酸のうち14種類が検出された。アミノ酸が長く繋がると生命体のタンパク質を形成するようになるが、これほど多くのアミノ酸が一つの小惑星から検出されたことは非常に興味深い結果だ。その上、窒素を含んだ環状構造の分子である「N-ヘテロサイクル」が圧倒的に多く検出されており、その密度は5nmol/g程度である。小さな数値のように見えるが、先に分析が行われたリュウグウのような他の小惑星と比較すると5〜10倍ほど高い。特に、地球の生命体のDNAとRNAを構成する5つの窒素塩基（アデニン、グアニン、シトシン、チミン、ウラシル）すべてが発見されたという点で大きな意味がある。この他にもニコチン酸をはじめとする多様な分子が検出された。
ベヌーは単に炭素の塵をまとった石ころではなく、非常に多様な生命の材料、生命物質を宿していた何者かから分離した欠片のように見える。
ベヌーのサンプルからは、塩気や塩分を宿した小さな結晶が発見されるが、これはベヌーが元々非常にしょっぱい海水、塩湖を宿していた環境であることを暗示している。ベヌーから検出された成分は、オーストラリアなどで見られる地球の塩湖と非常によく似ている。これを根拠に天文学者たちは、ベヌーが元々非常にしょっぱい塩湖を湛えていた母惑星から分離した欠片であるという仮説を強めている。塩気を帯びた海水を宿しているという点で、ベヌーは土星の衛星エンケラドゥスや、最大の準惑星の一つであるケレスに似ている。もしかすると、そのどちらかがベヌーの本来の故郷だったのかもしれない。
今のベヌーは直径500メートルしかない小さな小惑星だが、元々はそれよりもはるかに大きい原始惑星か準惑星程度にはなっていたと推定される。その表面または地下に塩気をたっぷりと含んだ海水と湖が存在し、もしかすると生命の基本材料となる多様な有機分子や窒素塩基まで満ちあふれていた世界だったのかもしれない。それから約20億〜7億年前に、大きさが近い別の天体と激しく衝突し、結局母惑星は粉々になってしまったのだろう。その時に生き残った欠片の一つが現在のベヌーだと推定される。一部の天文学者たちは、現在火星と木星の間の軌道を回りながら火星と1:2の共鳴関係にある小惑星ポラナが、ベヌーの母惑星と関連しているのではないかと推測している。
もしベヌーの母惑星に十分な時間が与えられ、早い段階で激しい衝突を経験していなかったら、おそらくその上でも地球のように多様な生命が誕生していたかもしれない。地球も過去45億年の間、数多くの大小の衝突を経験してきたが、そのうちのいくつかは生態系の一部が全滅するほどの威力があったものの、幸いにも惑星自体が破壊されるほどの衝突は避けてきた。一方でベヌーは惑星自体が破壊されるほど強力な衝突を経験し、結局は一時の輝かしい思い出を宿した欠片だけが残ったまま、太陽系の外縁を漂うことになった。
もしベヌーが幸運にも当時の衝突を避けることができていたら、太陽系の歴史は完全に変わっていたかもしれない。互いに異なる二つの惑星でそれぞれ進化した二つの生態系、そして二つの文明が似たような時期に互いを発見し、侵略し、交流し、早期にマルチ惑星種族としての生活を送っていた可能性もある。
ベヌーのサンプルから多様な生命物質を発見したことは、他の小惑星でも同様の物質が十分に発見されうる可能性を示している。つまり、太陽系空間の中だけでも生命物質が非常に広く、多くの場所に存在しているという意味だ。微細な形であれ、どこかにまだ力強く生き残っている微生物形態の生命体が存在する可能性にも期待を寄せることができるようになった。
実は、小惑星や彗星など太陽系外縁を漂う小さな小天体から、地球生命の起源のヒントとなる有機物やアミノ酸が発見されたのは今回が初めてではない。すでに多くの探査を通じて、地球外に生命の材料となる多様な物質が凍りついているという事実は知られている。代表的なのが、史上初めて彗星への着陸を試みたロゼッタ・ミッションだ。
当時、ロゼッタ・ミッションは可愛らしいラバーダックの形をした67P彗星に着陸したが、彗星表面で期待していた地球の海水の起源を確認することはできなかったものの、予期せぬアミノ酸であるグリシンが検出された。これは地球の生命の起源が地球外から来た可能性を示していた。そして今回のベヌーのサンプルもまた、地球の生命が単純に地球内ではなく、はるか遠い宇宙に起源を持つ可能性を後押ししている。
さらにもっと興味深い可能性も孕んでいる。遠い昔、太陽系で生命の誕生と進化が起こりうる舞台として、地球が唯一の場所ではなかったということだ。地球以外にも多様な惑星、さらには遠い昔の衝突とともに粉々になって消えた記憶の中の原始惑星でも、日常的に起こっていた可能性がある。少なくとも太陽系においては生命の材料は非常にありふれており、今もなおありふれている。ベヌーという一か所にこれほど高濃度の生命物質が残っているのなら、当然のことながら他の多くの小惑星にもこうした痕跡が残っているはずだ。また別の古代生命の残骸が、太陽系の外縁を漂っていることだろう。
もしかすると、これからのさらなる探査を通じてベヌーの失われた欠片を一つひとつ見つけ出しながら、数十億年前に消えた別の生命の宝庫を、割れた陶器の破片をつなぎ合わせるようにして追憶できるようになるかもしれない。
ベヌーという小さな小惑星と、そこから持ち帰ったカプセルの中の塵を眺めながら、私たちは数十億年前に消えた巨大な別の惑星を思い浮かべる。もしかすると湖や海を宿し、生命までも創発した姿を。
参考
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02472-9
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08495-6
筆者チ・ウンベは？猫と宇宙を愛する。幼い頃「銀河鉄道999」を見て、宇宙の美しさを伝えたいという夢を持つようになった。現在、延世大学校銀河進化研究センターおよび近宇宙論研究室にて銀河の相互作用を通じた進化を研究しており、講演や執筆など多様な科学コミュニケーション活動を行っている。『サム（Some）乗る天文台』、『一日中宇宙を考える』、『星、光の科学』などの著書がある。