科学者たちは地球の大気圏上層に生息する微生物の色を測定し、UV光から守る色素を明らかにした。これらの発見は、系外惑星の雲に類似のバイオシグネチャが存在すればエイリアン生命を示唆する可能性がある。研究は将来の天文観測のための参照スペクトルを提供する。
地球の成層圏では、微生物が1立方メートルあたり最大10万個の濃度で繁栄し、雲の形成に寄与している。これらの微生物は、カロテノイドなどの色素を産生し、3〜38キロメートルの高度での強烈な紫外線放射から身を守るために黄色、オレンジ色、ピンク色の色合いを生み出す。
ニューヨーク州のコーネル大学のリジア・コエーリョが率いるチームは、フロリダ大学のブレント・クリスナーによるヘリウムバルーンと粘着棒で収集された微生物を分析した。これらのサンプルを培養し、反射スペクトルを測定することで、研究者たちはこれらの色素が光とどのように相互作用するかのデータを生成した。また、湿度の高い環境や乾燥した環境などの異なる惑星条件の下でのスペクトル変動をモデル化した。
「初めて、大気中の色素を持つ微生物の実在の反射スペクトルが得られ、雲の中の生命をモデル化し検出するための参照データとして使用できる」とコエーリョは述べる。彼女は、UVが星の光が当たるあらゆる惑星上の生命にとってストレサーとなるため、バイオピグメントが普遍的なバイオシグネチャとして機能することを強調する。「バイオピグメントは強力で驚くほど普遍的なバイオシグネチャだ」とコエーリョは付け加える。「UVが星を持つあらゆる惑星上の生命にとって普遍的なストレサーであるため、同じ機能を持つ反射性色素が他の場所でも進化する可能性は十分にある。」
天文学者たちは現在、系外惑星上の潜在的なバイオシグネチャを、酸素やメタンなどのガスや、クロロフィルなどの表面マーカーについて反射光を分析することで検出している。雲は伝統的にこれらの信号を遮っていたが、この研究は、空気中の微生物の高濃度が惑星のスペクトルを検出可能に変化させる可能性を示している。シミュレーションによると、NASAが提案するハビタブル・ワールズ・オブザーバトリーのような機器での観測には、海の藻類ブルームに似た密度が必要となる。
「私たちの惑星シミュレーションは、惑星の雲にこれらの微生物が高濃度で存在すれば、そのスペクトルが検出可能な方法で変化する可能性を示している」とコエーリョは指摘する。しかし、課題は残っており、地球の大気中の微生物レベルは現在の検出閾値以下である。
ニューサウスウェールズ大学のクレア・フレッチャーは、カロテノイド検索とクロロフィル検出の組み合わせを歓迎するが、系外惑星上で地球のような生命を仮定している点に注意を促す。シドニー大学のピーター・トゥシルのは、20パーセクのような距離でこれらの微弱な信号をノイズから区別することに懐疑的だ。
これらの発見はarXivのプレプリントに詳述されている（DOI: 10.48550/arXiv.2509.25173）。