LIFE計画による居住可能系外惑星の大気検出
太陽系外に生命の兆候を見つけることは、科学全体の中で最も野心的な目標の一つであり続けている。過去30年にわたり、天文学者は数千もの系外惑星を確認し、恒星のハビタブルゾーン内にある地球規模の惑星が統計的にありふれていることを明らかにしてきた。しかし生命そのもの、すなわち異星の大気中で生物活動が働いている証拠を検出するには、現在飛行中のどの機器よりもはるかに高性能な観測装置が不可欠である。英国宇宙局に新たに提出されたホワイトペーパーは、大型系外惑星干渉計（LIFE）こそ、そのブレークスルーをもたらすのに最も適したミッションであると論じている。
バイオシグネチャーに特化したミッション
LIFEはETHチューリッヒを拠点とする欧州主導の宇宙ミッション案であり、2017年の構想以来、国際的な勢いを大きく増してきた。その構想では、太陽・地球系のラグランジュ点L2において5機の宇宙機が精密な編隊飛行を行う。すなわち、口径2〜3.5メートルの鏡を搭載した4機の集光望遠鏡と、1機のビーム合成機である。これらが一体となり、中間赤外線の4〜18マイクロメートルの波長域で動作するヌリング干渉計を構成する。
中間赤外線の利点
なぜ中間赤外線での観測が重要なのか。その答えは、ハビタビリティと生命にとって最も重要な分子にある。二酸化炭素、水蒸気、オゾン、メタンは、いずれも4〜18マイクロメートルの範囲に強力で特徴的な吸収スペクトルを持つ。これらの大気ガスは、惑星が表面に液体の水を持ち、安定した気候を備え、さらには生物圏を有する可能性があるかどうかを研究者に教える鍵となる。
バイオシグネチャーを超えて：惑星の全体像
LIFE計画の最も魅力的な側面の一つは、分子検出にとどまらない点にある。中間赤外線領域は、あらゆるバイオシグネチャーの主張を解釈する上で不可欠な、基本的な惑星パラメータの測定も可能にする。
サーベイの規模
LIFE論文シリーズで発表されたシミュレーションによれば、口径3.5メートルの望遠鏡4基を備えたミッションは、最大770個の系外惑星を検出でき、そのうち60〜80個は恒星の経験的ハビタブルゾーン内にある岩石惑星であるとされる。
HWOとの相乗効果
LIFEとHWOは競合するものではなく、むしろパートナーである。両ミッションは相補的な波長域で動作し、組み合わせた観測から多大な恩恵を受けることになる。
今後の展望
ESAのVoyage 2050上級委員会は、L5打ち上げ枠の最優先事項として中間赤外線ミッションをすでに特定している。2040年代に打ち上げが計画されているLIFEは、HWOが稼働を始めるのとほぼ同時期にデータを送り始め、人類に初めて、もう一つの地球の大気を実際に観測する機会をもたらす可能性がある。
雅子 訳