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宇宙分野での発見が相次いでいますが、まずはずばり、宇宙には生命体がいるのでしょうか。

井田

僕は、惑星系の現象それ自体が面白くて研究を続けているんですが、その副産物として「生命がいるかもしれない環境を持った惑星」がありそうだということが分かってきたんです。それで、そちらにも首を突っ込んでいる状態でして、決して地球外生命体の発見を目指して研究しているわけではないんです（笑）。
それを前提にお話するんですが、地球外生命体がいるかどうか、それにはまず「生命」の定義をはっきりする必要があります。

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何が見つかったら生命があると言えるか、ということですね。

井田

そうです。ですがその議論は話が広がりすぎるので、最初は地球の生命のアナロジーで考えていくしかないわけです。
最新の科学の結果では、地球上の生命は35億年以上前に海の中で生まれたというのが、ほぼ定説になっています。陸に上がってきたのは、約６億年前。つい最近です。海の中、つまり液体の状態というのは、分子が流れてきて結合しやすいですし、温度変化も少ない。また有機物がくっつく時には、熱を加えたりショックを与えたりというエネルギーが必要なのですが、始終エネルギーを与えられているような場所だったら、くっついてもまたすぐ壊されてしまいますが、液体の中では、くっついた後に安全なところまでふわふわと移動できる。ですから生命が生まれるには、液体状の物質があることが必要なのだろう、と多くの科学者が考えているわけです。それならメタンの海でもいいじゃないかと思われるかもしれませんが、この宇宙の成分は、水素(H)や酸素(O)が非常に多いので、まずは水(H2O)の「海」を考えるのが妥当なわけです。

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海は生命の源というのは、そういう意味だったんですね。では、水があれば生命が誕生する可能性があると考えられますか。

井田

地球では海ができて何億年もたたないうちに生命が誕生したらしいので、水があれば生命が簡単に誕生するという考えもありますが、一例だけの話なので、まだよく分かっていません。ですので、その前に、水が存在するための条件を考えましょう。水が存在するには、一定の温度と圧力が必要です。温度が高ければ蒸発して水蒸気になってしまうし、低ければ氷になってしまう。また圧力が低いと昇華してしまいます。温度は中心の恒星、つまり太陽系ならば太陽からの距離で決まります。そして圧力は、空気がどれ位あるかで決まり、それはその星の大きさに左右されます。例えば月は小さいので重力が弱く、空気を保持できない。ですから一般的には、大きな惑星程、たくさんの空気があります。
こうして太陽からの距離と、惑星の大きさが分かれば、そこに水があってもいいだろう、ということは、そこに生命がいてもいいだろうということが判断できるわけです。今は、太陽以外の恒星でも、その恒星からどの位の距離のところを、どの位の重さの惑星が回っているかが、天体望遠鏡で観測して分かるようになりました。中心の恒星が太陽よりもずっと小さくて暗いものの周りでも惑星が見つかりましたが、その場合、恒星のごく近くを回っている惑星でないと、水がある条件を満たさない、となる。では、その惑星に水があったらどうなるか。恒星に近いということは、紫外線なども強力に降り注ぎ、惑星はいつも同じ面を恒星に向けています。このような環境では、たとえ水があっても生命が存在するのか等々、話は広がっていくんです。以前は生命がいる惑星というと地球と同じような環境の惑星を想像していたのですが、ここ数年で、地球とは全く違う環境の惑星ですが、現実に水があってもよさそうな距離にある、適度な重さの惑星が次々に見つかり、このような異界での生命という話が一気に議論されるようになってきました。

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ひと昔前は太陽系以外に惑星はなかったという印象があるのですが...。

井田

そうなんです。太陽系の惑星は知られていましたが、その他の星の周りを回っている惑星は、長い間見つかりませんでした。それが1995年に最初の一つが見つかったのを皮切りに、現在では450個以上発見され、発表されていないものも含めると1000個近くは見つかっています。それでも技術的な限界があって、観測出来るのは銀河系の中でも太陽系から近い星だけです。それでこれ程の数が見つかっているわけですから、確率的にも夜空を見上げた時に見える星の、少なくとも２個に１個は惑星が回っているだろうと考えられています。

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それだけの数の惑星があるということは、地球と同じような環境があるのでは？ そこには生命が…と考えたくなりますね。

井田

惑星の数は一般に思われているよりずっと多く、実際、ほとんどの星が惑星を持っていると言っていいと思います。木星や土星という巨大なガス惑星というのは、大きいが故に見つけやすいのですが、観測技術が向上して、岩石で出来たような比較的小型の惑星も見つかってきています。その観測結果から、先に説明したような、太陽からの適度な距離と空気を保持できる重さを持つ、つまり水のある可能性のある惑星も、そこら中にあるに違いないと分かってきて、地球外生命体が居るのではないか、いるならそれはどんな風に、という議論が急激に活発になってきました。
先程の、恒星が太陽よりもずっと小さく暗いという惑星系では、水を持つ惑星は恒星のごく近くを回り、強力な紫外線を浴びることになる。一方、最近になって地球の生物の進化が地質学や古生物学からもずいぶん分かってきているのですが、生命が劇的に進化した時には、ほとんどの生物が絶滅するくらいの過酷な環境になっているんです。20億年前、地球で単細胞の原核生物が突然その100倍ほどの大きさの真核生物に進化した時や、６億年前に動物や植物といった陸上高等生物が現れたときには、海も含め、地球のほとんどが凍りついたらしいことが分かっています。どうも過酷な状況が生物を進化させたようです。その考えが正しいのなら、暗い恒星の近傍の海を持つ惑星で強力な紫外線が常に当たるという状況は、地球が凍りつく状況に匹敵して、生物を高度に発達させるのではないかなど、いろいろな可能性を想定し、議論を続けているんです。

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厳しい環境に適応するため進化せざるを得なかったということなんでしょうか。

井田

そうかもしれません。遺伝子解析からも、遺伝子はストレスを与えられると進化するということが分かってきています。そう考えるとやはり、紫外線が降り注ぐといった過酷な環境では、遺伝子がものすごく進化しているかもしれないと考えられるわけで、もしかしたら地球なんかより、はるかに高度な生物が居るかもしれません。これまでは、地球での生物や進化といったものが議論されてきましたが、地球外生命体の可能性に近づいたことで、あらためて地球の生命の進化や人類をどう見るのか、急激に世界観が変わりつつあるような状況です。

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宇宙における生命の可能性がリアリティを帯びてきて、これまでの価値観が変わるということですね。

井田

日本が鎖国していた時代には「陸の向こうに人が住んで居るらしいけれど、きっとその人たちもまげを結って、刀を持っているだろう」と想像していた人も多かったでしょう。でも開国してみたら、全く違った文化を持つ違った肌の色、目の色のさまざまな人たちがいることが分かったわけです。現在の宇宙研究は、それに近い状況と言えます。つまり地球以外にも水があり、生物が居るかもしれないような惑星があると分かってきて、それまで生物がいるなら地球と似たような惑星と想像していたのが、さまざまな環境でさまざまに進化した生物というようなところに思いを馳せることができるようになってきたのです。ですが、我々は科学者ですから、空想で終わってはいられません。仮説を立てて実証する。そしてそれをベースに次を考えて進んでいくものです。今、宇宙の研究者は、生物が居るかもしれないと仮説を立てて、どうやって実証するかを議論しています。例えば大気の成分。自然界には「エントロピー増大の法則」というものがあって、生物が居るとエントロピーは局所的に減少し、平衡状態を崩す方向に向かうんです。

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生物というのは、植物も含まれているわけですか。

井田

もちろんです。陸に上がった生物の二大潮流は動物と植物です。動物は適応力は弱いのですが、自分自身が動く事で環境変動に耐えます。対して、植物はその場を動かないことを選びました。動かないけれども、何十年も昔の種を植えても芽を出す程、非常に高い適応力を持つ、高度に発達した生物と言えます。その植物も、地球の大気の平衡状態を大きく崩しています。本来、酸素というのは、非常に壊れやすい分子で、そのままだとすぐに他の物質と反応してしまって存在し得ないのですが、今これだけ地球の大気に酸素が含まれているのは、木や海の藻などが、せっせとCO2を吸って酸素を吐き出しているからです。そうした「平衡状態を崩す」という生物の特徴を使って、大気の成分を分析することで、生物の有無を調べようというわけです。
もしそこに酸素やメタン――メタンも酸素と同じように、放っておいたら存在しないので、生命活動が関わっているだろうと言われる成分ですが、それらがもし検出されたら、それを吐き出している生物が居るのではないかと考えられる。同時に、いや酸素があったらからといって、本当に生物が居るのかという点も、もちろん議論されていますが、可能性は一つひとつ調べていくしかありませんからね。
あるいは、植物の葉の特性を利用しようという研究者もいます。植物の葉は、赤外線を強く反射する性質があるので、赤外線写真で撮影すると、植物がくっきりと明るく写ります。ということは、赤外線で惑星を連続的に撮影し、惑星の自転に合わせて赤外線の反射率が変わるならば、その惑星には陸地と海があって、陸地は植物が覆っているので、陸地が回ってきたときに赤外線反射が強くなり、それで反射率が変動するのだと想定できます。植物は高等生物なので、その惑星には高度に進化した生物が居るということが分かります。