系外惑星とよばれる太陽系の外にある惑星は、これまでに3500個以上、見つかっています。地球のように生命を宿す惑星はどのようにできるのか?惑星形成過程の理論的な解明を目指す京都大学理学研究科の佐々木貴教助教に、研究を始めたきっかけや、研究とクラシック音楽との意外な関係を伺いました。

文学好きの読書少年が宇宙物理学者に

――研究分野について教えてください

佐々木助教 私の専門分野は「惑星形成論」で、太陽系などの惑星がどうやってできたのかを、数値シミュレーションや観測、実験で検証する研究です。特に、地球のように生命を宿す惑星を“理論的にどうつくるか”、に興味があります。惑星のミニチュアを実験室で実際につくるのではなく、太陽のような恒星が誕生してから惑星ができるまでの一連の物理的な過程をシンプルな理論モデルで表し、数値シミュレーションで惑星をつくろうとしています。 惑星は、ちりとガスでできた円盤から誕生すると考えられています。この円盤の中で、本当に「地球のような惑星」ができるのか。もしできるなら、確率はどの程度なのかを明らかにしたいのです。

――数値計算で地球の形成過程を表せるのでしょうか

佐々木助教 地球は「水の惑星」と言われることもありますが、実際には「ほんのわずかな水がある惑星」という表現のほうが正確ですね。地球の海水を全部足し合わせたとしても、重さにすると地球全体の0.023%にすぎません。この極微量の水があったからこそ、地球上で生命が誕生し、進化できたのだろうと、地質学や生物学の観点から多くの研究者が考えています。

私は、この極微量の水が偶然の結果もたらされたのか、あるいは何らかの普遍的なメカニズムによって獲得されたのかを見極めたいのです。水量の調整がある程度の確率で起こるならば、太陽系以外にも地球と同じような環境の惑星があっても、おかしくありません。

太陽系外惑星に生命は存在するのかどうか?について考える佐々木助教
太陽系外惑星に生命は存在するのかどうか?について考える佐々木助教


――宇宙が好きでこの分野に進まれたのですか

佐々木助教 実は、小さいころは数学や物理にあまり興味がありませんでした。むしろ、文学を読むのが大好きな読書少年でしたね。大きくなるにつれて、心のどこかで「この世界を丸ごと理解したい」気持ちが芽生えてきました。そのためには理系の手法で本質をしっかりと捉える必要があると考え、高校時代に苦手ながらも理系の道を選択しました。でもやはり、大学受験では数学や物理は苦手なままでした。

大学に入学後、人間や生命との関わりがわかる地球のスペシャリストになりたくて、地球惑星物理学科に進みました。この頃はまだ、惑星の名前くらいしか知らないレベルだったのですが、私にとって大きな転機がありました。それは、のちの指導教官となる阿部豊先生との出会いです。惑星システム物理学の専門家である阿部先生(現東京大学大学院准教授)は、惑星にまつわるシンプルな理論モデルを次々と提示され、感動したことを覚えています。

阿部先生の授業は、地球のさまざまな物理過程を、シンプルな数式で学生と一緒に解いていくものでした。たとえば、太陽から地球へ入ってくる光エネルギー量と地球が放射する光エネルギー量の関係を手でも計算できる数式で表し、地球の平均気温を求めるような内容です。本質を見極めれば、単純な数式でも本質的な結果を簡単に導きだせることに驚きました。阿部先生の授業を通して物理学に対する見方が変わり、物理学の可能性を感じました。そこで、阿部先生と一緒に研究したいと思い、惑星科学の分野に飛び込みました。