Els termes alienígena i extraterrestre sovint s'associen amb personatges d'obres de ciència ficció. Tot i això, encara que sigui especulativa, hi ha una branca de la biologia que investiga i considera l'existència de vida extraterrestre: l'exobiologia.
Però, com és possible estudiar organismes l'existència dels quals no està provada? Què i on haurien de mirar els exobiòlegs per entendre si hi ha vida a l'univers?
La equació de Drake
El 1960 Frank Drake, astrònom nord-americà, va realitzar la primera investigació a l'Observatori Nacional de Radioastronomia, per tractar de detectar senyals de ràdio de civilitzacions extraterrestres. Un any més tard, Drake va formular una equació encara avui aplicada al camp de l'exobiologia, dissenyada per estimar el nombre de civilitzacions extraterrestres a la nostra galàxia, indicada amb la lletra N.
L'equació de Drake té en compte diversos paràmetres i es formula de la manera següent:
Els valors de l'Equació
El primer valor és R *, que és la taxa de formació d'estrelles a la Via Làctia. Després d'això, només cal tenir en compte les estrelles vinculades a sistemes planetaris; aquests han de tenir les condicions necessàries per albergar vida, requisits que no són fàcils de satisfer i estan representats respectivament per f p y n e . F l correspon a la fracció de planetes on se suposa que es desenvolupa vida, mentre que fi es la fracció d'aquests on la vida que es desenvolupa és intel·ligent.
No només ha de ser intel·ligent, sinó que la variable f cdiu que aquestes formes de vida han de poder desenvolupar tecnologia que emeti un senyal de ràdio a lespai. La darrera variable és L, el període de temps en què se suposa que s'envien els senyals. Com es pot veure, les variables són moltes i és difícil establir exactament cada valor individual, per tant parlem de probabilitat. No obstant això, hi ha estimacions i resultats que poden, almenys teòricament, donar un valor a la variable N i respondre la pregunta.
Interpretacions i solucions
Des de la primera formulació de l'Equació, molts científics han intentat elaborar-ne el resultat. Des de la dècada del 1960 fins avui, les eines científiques disponibles per processar valors han evolucionat, però l'equació, de fet, continua sent una manera de discutir el tema en termes científics, en lloc de proporcionar respostes definitives.
Les estimacions més recents assumeixen fins a 23 civilitzacions extraterrestres (exobiologia)
Però aleshores, per què mai no hem tingut proves de la seva existència? Aquest és precisament el dilema conegut com la paradoxa de Fermi, que va prendre el seu nom del físic italià que ho va proposar per primera vegada, Enrico Fermi. Com que no hi ha certesa sobre això, els científics que avui s'ocupen de l'exobiologia han intentat centrar la seva atenció en els requeriments que ha de tenir un organisme per desenvolupar-se, sense excloure els ambients més hostils.
Exobiologia: condicions perquè hi hagi vida
En cercar formes de vida a l'espai, se suposa que es troben en planetes amb característiques molt similars a les de la Terra: abundància daigua, fonts denergia i altres molècules fonamentals.
Segons els exobiòlegs, aquests són els requisits mínims, però hem de recordar que no podem establir amb certesa que la vida es base sempre en les mateixes molècules idèntiques.
De manera més general, ni tan sols estem segurs que es pugui hipotetitzar la presència de vida si hi són presents tots els ingredients que tendim a considerar indispensables: un dissolvent líquid, una font d'energia i els anomenats components bàsics, és a dir, molècules bàsiques, orgànics i inorgànics , que combinats entre si donen lloc a estructures més complexes. Altres paràmetres variables són el pH, la temperatura, la pressió, la salinitat i la radiació. Els planetes amb característiques similars a les de la Terra es denominen més comunament exoplanetes.
No obstant això, gràcies als organismes coneguts com a extremòfils, sabem que la vida pot desenvolupar-se no només als exoplanetes, sinó on sigui que es donin les condicions mínimes.
Exoplanetes i any llum
El que anomenem exoplanetes són cossos celestes que formen part d'un sistema solar, al nostre o en altres galàxies. Giren al voltant del sol a una distància que els permet la presència d'aigua líquida o altres solvents, un dels requisits més importants per al desenvolupament de la vida. Aquests planetes, igual que la Terra, poden tenir una multitud d'entorns on les condicions químiques i físiques són potencialment bones per sustentar la vida. Malauradament, la majoria estan a diversos anys llum de distància del nostre sistema solar.
El any llum és la distància que recorre la llum en un any. La llum del Sol ens arriba en 8 minuts i mig, recorrent una distància de 150 milions de Km. La distància recorreguda per la llum en un any (any llum) equival aproximadament a 63.000 vegades la que recorre el Sol fins a la Terra. Aleshores 63 mil vegades 150 milions de km.
Exobiologia: Proxima B
El més proper és Pròxima b, és part del sistema Proxima Centauri a la nostra galàxia, la Via Làctia. Pròxima b és a 4,2 anys llum de distància i és el vuitè planeta més similar a la Terra segons l'índex ESI, una escala de mesura física utilitzada per comparar altres planetes amb la Terra. El valor daquest índex està entre 0 (sense similitud) i 1 (planeta idèntic a la Terra) i es calcula en funció del radi, la densitat, la velocitat d'escapament i la temperatura de la superfície. Proxima b té un valor ESI de 0,87 i indica que el planeta és molt semblant a la Terra. Aquesta dada, però, no aporta informació sobre la seva habitabilitat.
llunes
La recerca de vida a l'espai no es limita als exoplanetes, sinó que també afecta els satèl·lits, les llunes. Un exemple es pot trobar just dins del nostre sistema solar. Es creu que una lluna de Saturn, Encellat, i una lluna de Júpiter, Europa, allotgen potencialment vida.
La distància del sol de Enceladusno li permet rebre prou radiació solar per escalfar-se, per la qual cosa les temperatures superficials oscil·len entre -128°C i -240°C: definitivament no és un lloc on normalment es buscaria vida. Tot i això, gràcies a la sonda Cassini va ser possible establir que l'aigua i les molècules orgàniques són presents en aquesta lluna congelada. Les anàlisis han demostrat que nitrogen, diòxid de carboni i metà són presents als raigs de vapor d'aigua emesos a la superfície. Per això, es creu que sota la superfície gelada hi ha una abundant capa d'aigua, en què es troben dissoltes diverses molècules, responsables de l'activitat hidrotermal del substrat i també dels guèisers a la superfície. Es podria pensar que aquest fenomen està influenciat per la presència hipotètica d'organismes metanogènics.
El 2018, alguns investigadors van intentar reconstruir les condicions d'Encélado amb un experiment, demostrant que el microorganisme Methanothermococcus okinawensis tindria les característiques idònies per viure i produir metà a la capa subjacent. La conclusió d'aquest estudi ens diu que organismes similars poden ser capaços de fer-ho i, per tant, estar realment a Encel·lat.
Quins bacteris podrien viure en altres planetes?
Els microorganismes amb capacitats particulars s'identifiquen com a extremòfils perquè solen viure en condicions prohibitives per a organismes més complexos. Cal precisar que aquests organismes normalment viuen en aquestes condicions, per això es pot pensar que sobreviuen i també es troben en escenaris més complexos.
El més famós al món de la biologia és segurament el Thermus aquaticus, capaç de créixer a temperatures de 75°C; gràcies a ell va ser possible millorar significativament el mètode d'amplificació d'ADN. Hi ha molts microorganismes d'aquest tipus, cadascun dels quals s'ha adaptat a una o més condicions diferents, convertint-se així en poliextremofílics.
Aquí us deixo alguns exemples fascinants:
- Picrophilus oshimae viu en sulfat en condicions de pH molt àcid amb un valor de 0,6 sobre 14, més fort que l'àcid clorhídric.
- Thermococcus piezophilus viu a l'abisme a una pressió de 125 Mpa, la qual cosa correspon a aproximadament 1275 kg aplicats a una àrea d'un centímetre. S'ha comprovat que altres microorganismes aconsegueixen romandre metabòlicament actius encara sotmesos a pressions de 2000 MPa;
- Halarsenatibacter silvermanii viu en un llac altament alcalí on les concentracions de sal de NaCl són de 35% mg/L;
- Deinococcus radioduren s, fins avui considerat el microorganisme model per a l'estudi de la resistència a la radiació i al buit, un poliextremòfil capaç de sobreviure a les condicions del planeta Mart.
Hi ha vida a Mart?
Mart és el quart planeta més distant del nostre sol, abans que ell hi ha la Terra. En les darreres dècades s'han dut a terme moltes missions per explorar-ho i fer investigacions. El Perseverance de la NASA és el més nou, continua actiu i s'espera que torni a entrar el 2033.
Les dades del sòl i les condicions de Mart de moment no semblen ser prometedors per a l'exobiologia. El 2003, un equip de recerca va identificar una coincidència en termes de composició del sòl entre la mostra de sòl recol·lectada per la missió Viking i el sòl d'una regió remota del desert d'Atacama a Xile, i després de diversos intents van determinar que el sòl no era apte per a cap tipus de cultiu orgànic. Aleshores, on encara és possible esperar trobar rastres de vida a Mart?
Vida subterrània
Un descobriment del 2022 ha animat els exobiòlegs en la recerca de vida extraterrestre. Es tracta de petits vidres presents a inclusions rocoses del centre d'Austràlia, que daten de fa 830 milions d'anys. Dins aquests petits vidres s'han identificat compostos orgànics i la presència de cèl·lules procariotes i eucariotes que han viscut preservades dins aquest microambient. Segons els experts, aquest tipus de sediments, ja siguin d'origen terrestre o extraterrestre, han de ser considerats com a potencials hostes d'antics microorganismes i compostos orgànics. Això suggereix un lloc potencial de cerca i troballa en altres planetes: el subsòl.
A més, al subsòl es produiria el fenomen de serpentinització. Reacció químico-física que té lloc en condicions de pH alcalí i que, gràcies a la interacció entre l'aigua i les roques, allibera hidrogen, compostos orgànics i inorgànics de carboni. La serpentinització, segons els exobiòlegs, està molt estesa als cossos celestes del sistema solar, incloses les Lunas, i també es pensa que pot haver jugat un paper important a la Terra, afavorint la vida de microorganismes específics.
Conclusions sobre l´exobiologia
La investigació en exobiologia encara està en curs, a l'octubre del 2024 l'agència aeroespacial de la NASA llançarà una nova missió: CLIPPER. L'objectiu serà buscar rastres de vida a partir de raigs de vapor emesos per una de les llunes gelades de Júpiter: Europa.
De moment mai no s'han identificat organismes extraterrestres, però no se'n pot descartar la possible existència al cosmos. Cal tenir en compte, però, que la vida podria desenvolupar-se en condicions completament diferents de les de la Terra, i que per tant s'adapta i evoluciona de formes desconegudes per a nosaltres. El descobriment de formes de vida extraterrestre portaria una gran atenció de la comunitat científica a la branca de l'exobiologia, obrint camins completament completament inexplorats.