放射性元素の量が他の3つのケースを描いた絵。 上：放射性元素が多くの火山は活発だが、磁場がない惑星。 中：磁場を持って地質活動も発生する地球のような惑星。 下：放射性元素が少なく磁場は持っているが、脂質の活動が生じ惑星（Credit：Melissa Weiss）
カリフォルニア大学サンタクルーズ校（UCSC）のFrancis Nimmo氏卵の研究グループは、惑星に含まれる放射性元素が生命の居住性に及ぼす影響を調査した研究結果を発表した。 研究者によると、放射性元素の量が居住可能性を左右する重要な要素となっている可能性があるようです。
■放射性元素が少なすぎる地質活動が生じておらず、多すぎると磁場が生成されない可能性
地球内部にはウラン（U）やトリウム（Th）同じ放射性元素が含まれており、これらの元素が崩壊したときに放出されたエネルギーは、最終的には熱（崩壊熱）です。放射性元素の崩壊熱は、惑星の内部を加熱して磁場を作り出している液体金属核（コア）の対流私のプレート構造をはじめとする地質活動に関与するものと考えています。
研究チームは、放射性元素の崩壊熱が惑星の磁場と地質活動とどのように関連しているかを調べるために、地球をモデルにした惑星の熱進化シミュレーションを実施しました。 研究者によると、放射性元素が少ないケースは磁場が形成されたとしても、火山活動が起きておらず、地質学的に死んだような惑星になると言います。
また、放射性元素が多くの場合は地質活動が活発であり、多くの火山が活動するしかし、放射性元素を多く含むマントルが遅れが核から熱が逃げにくくなり、核の対流が起こらず磁場が生じとします。このような惑星で火山活動のために大量絶滅も頻繁に発生することができるとされています。
火山の爆発は、大気を構成する気体を放出して液体金属核が生成する磁場は、大気を保護するため、放射性元素の崩壊熱は、大気の生成と維持の両方に関与になります。 「複雑な話です」と言うUCSCのナタリーバトル氏生命の居住性を考慮すると、惑星のプレート構造を維持しながら、磁場の生成を妨げない程度の崩壊熱が必要だと指摘します。
研究に参加したUCSCのJoel Primack氏放射性元素も前を経れば中性子星同士の衝突合体によって発生する現象「キーノヴァ “によるrプロセスで生成されたもので、キーノヴァが発生した場所にどれだけ近いかによって恒星や惑星の形成時に導入される放射性元素の量が他のと予想されるました。また、惑星に含まれる放射性元素が多いか少ないかのような傾向は、ウランやトリウムなどと一緒にr過程で生成されるものと考えられているユウロピウム（Eu）の恒星の含有量に基づいて推測することができると言います。
Nimmo氏は、今回のモデルでは、単純化されたものであり、崩壊熱の影響の重要性を確認するには、より詳細な調査が必要とコメント。 2021年10月に発売が予定されている次世代宇宙望遠鏡「ジェームズウェブ」による太陽系外惑星の大気観測結果と恒星から検出されたユウロピウムの値に基づいて、放射性元素の量が他の多くの惑星の環境を調べています。
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画像クレジット：Melissa Weiss
出典： UCSC
文/松村武宏
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