[論文レビュー] Free-floating planets: a viable option for panspermia

H. J. Durand-Manterola|arXiv (Cornell University)|Oct 13, 2010

Solar and Space Plasma Dynamics被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、惑星系形成の過程で打ち出された自由浮遊惑星（FFP）が、星間を飛び回る生命を運ぶ可能性のあるキャリアである可能性を提唱している。軌道力学と銀河分布モデルを用いて、1体のFFPが惑星系の生命的適応領域に進入する確率は0.028%であると計算され、銀河の生涯にわたり太陽の銀河中心距離付近で約324回のこのような進入が予想される。これはFFPによる星間パンスペルミーを支持するものである。

ABSTRACT

Genomic complexity can be used as a clock with which the moment in which life originated can be measured. Some authors who have studied this problem have come to the conclusion that it is not possible that terrestrial life originated here and that, in reality, life originated giga-years ago, before the solar system existed. If we accept this conclusion there is no other option than to admit that panspermia is something viable.The goal of this study is to propose a viable hypothesis for the transport of SLF from one planetary system to another. During the formation period of a planetary system giant planets can eject planets the size of the Earth, or larger, turning them into free-floating planets in interstellar space. These free-floating planets have also been called free floaters. If a free floater, which has developed life, enters a lifeless planetary system, it can seed the worlds of this system with SLF dragged by the stellar wind from one planet to another or by great impacts on the free planet. To support this hypothesis, I calculate the probability that one free floater reaches the planets zone of a planetary system, and also it was calculated the time it remains within the planetary zone in order to see if there is enough time to seed the host system.The probability of a free floater in the galaxy, within the region of the Sun, entering the planet zone of a system is 2.8x10-4, i.e., that {\sim}3 of 10,000 free planets manage to enter some planetary system. At the galactocentric distance from the Sun I calculated that there are 21,495 free floaters floating around the galactic center. Hence, 6 free-floating planets manage to enter in planetary systems every galaxy rotation. Since the galaxy has rotated 54 times since its formation, then, {\sim} 324 free floaters have entered some planetary system at the galactocentric distance of the Sun.

研究の動機と目的

• 自由浮遊惑星（FFP）が星間空間を飛び回る生命を運ぶ可能性のあるキャリアとして適しているかどうかを調査すること。
• FFPが惑星系の生命的適応領域に進入する確率を評価すること。
• FFPが惑星系の適応領域に留まる期間を評価し、生命の定着に十分な時間があるかどうかを判断すること。
• 太陽の銀河近傍における惑星系がFFPによって種まきされた回数を推定すること。

提案手法

• 惑星系形成の過程で地球サイズ以上の惑星が自由浮遊惑星（FFP）として打ち出されるモデル化。
• 軌道力学と銀河分布データを用いて、FFPが惑星系の生命的適応領域に進入する確率を計算。
• FFPが惑星系の適応領域に留まる平均期間を推定し、種まきの可能性を評価。
• 銀河中心からの距離データを用いて、太陽近傍のFFP数とその接触頻度を推定。
• 統計解析を適用して、銀河の生涯を通じた総FFP-惑星系接触回数を推定。
• 星風や衝突イベントがFFP上に存在する生命を運ぶ物質を移動させる役割を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自由浮遊惑星が惑星系の生命的適応領域に進入する確率はどのくらいか？
• RQ2 自由浮遊惑星は通常、惑星系の適応領域にどのくらいの期間滞在するか？
• RQ3 自由浮遊惑星は星風や衝突によって、惑星系間で生命を保持・移動させることができるか？
• RQ4 銀河の歴史を通じて、太陽の銀河中心距離付近で何体の自由浮遊惑星が惑星系に接触したと予想されるか？
• RQ5 FFPが惑星系に滞在する時間スケールは、生物学的種まきを可能にするのに十分か？

主な発見

• 1体の自由浮遊惑星が惑星系の適応領域に進入する確率は2.8×10⁻⁴、つまり1万体に3体程度である。
• 太陽の銀河中心距離付近では、銀河中心付近に約21,495体の自由浮遊惑星が存在すると推定される。
• 平均して、1回の銀河回転周期に約6体の自由浮遊惑星が惑星系に進入する。
• 銀河が形成されてから約54回の回転を経過したとすると、太陽の位置で約324体の自由浮遊惑星が惑星系に進入したと推定される。
• FFPが適応領域に滞在する期間は、星風や衝突による物質移動による種まきに十分な時間である。
• 本研究は、自由浮遊惑星が星間パンスペルミーの有効なメカニズムであると結論づけている。