惑星の大気中にメタンがたくさんある場合、生命はそこにある可能性があります。

NASAの新しい強力な宇宙望遠鏡であるJamesWebbが間もなく発売されます。望遠鏡が展開され、地球と太陽のシステムの2番目のラグランジュポイントに到達すると、望遠鏡は動作を開始します。ミッションの目標の1つは、バイオシグネチャーまたは生命の兆候を探して、遠くの外惑星の雰囲気を研究することです。しかし、天文学者に知られているバイオシグネチャーのどれが最も信頼できると考えられていますか？ Nicholas Vaughanが率いる研究者たちは、新しい科学的研究でこの質問に答えようとしました。

酸素は地球の大気中に大量に（約21％）存在しますが、2つの理由から、酸素は信頼できるバイオシグネチャーとは見なされません。まず、地球の例は、光合成の結果として酸素を放出する最初の青緑色の藻の出現から、確実に検出できる量の酸素で大気を濃縮するまで、数億年が経過する可能性があることを示しています。したがって、酸素に焦点を合わせると、実際に長い間生命が存在していた惑星を見逃す可能性があります。 2つ目の問題は、酸素が鉄などのマグマ物質によって活発に結合され、強い酸化物を形成することです。これにより、離れた外惑星の大気中で観察される酸素濃度がさらに低下します。

より信頼性の高いバイオシグネチャーは、大気中のメタン（CH4）と二酸化炭素（CO2）の非平衡濃度の存在と見なすことができます-そして新しい研究で、ヴォーンのチームは、実際、惑星の大気中のこのガスのペアの非生物学的起源はありそうもないことを示しています。この場合の非生物学的起源は火山活動を意味します。

チームがコンピューター熱力学シミュレーションを使用して得たこの結果は、水素がマグマと結合する傾向を示し、CH4などの水素に富むガスの組成では放出されない傾向があるという事実によるものです。 2つ目の理由は、CH4を形成するために低温のマグマが必要であり、地球のマグマのほとんどが高温であるということです。

著者によると、万が一、火山活動によってメタンが生成された場合、二酸化炭素（CO2）が付随します。したがって、惑星の大気中に二酸化炭素を伴わないメタンは、さらに信頼性の高いバイオシグネチャーと見なすことができる、と著者らは説明した。

この研究はPlanetaryScienceJournalに掲載されています。