Pojmy „mimozemšťan“ a „mimozemský“ jsou často spojovány s postavami ve sci-fi dílech. Nicméně, ačkoli je to spekulativní, existuje odvětví biologie, které zkoumá a zvažuje existenci mimozemského života: exobiologie.
Jak je ale možné studovat organismy, jejichž existence není prokázána? Co a kde by měli exobiologové hledat, aby pochopili, zda ve vesmíru existuje život?
Lna drakeovskou rovnici
V roce 1960 Frank Drake, americký astronom, provedl první výzkum na National Radio Astronomy Observatory, aby se pokusil detekovat rádiové signály z mimozemských civilizací. O rok později Drake formuloval rovnici dodnes používanou v oblasti exobiologie, určenou k odhadu počtu mimozemských civilizací v naší galaxii, označených písmenem N.
Drakeova rovnice bere v úvahu několik parametrů a je formulována takto:
Hodnoty rovnice
První hodnota je R *, což je rychlost tvorby hvězd v Mléčné dráze. Poté by měly být brány v úvahu pouze hvězdy spojené s planetárními systémy; tyto musí mít nezbytné podmínky pro život, požadavky, které není snadné uspokojit a které jsou reprezentovány f p y n e . F l odpovídá zlomku planet, kde se má vyvíjet život, zatímco fi es zlomek z nich, kde život, který se vyvíjí, je inteligentní.
Nejen, že to musí být chytré, ale také variabilní f cříká, že tyto formy života musí být schopny vyvinout technologii, která vysílá rádiový signál do vesmíru. Poslední proměnnou je L, časový úsek, ve kterém mají být signály odeslány. Jak je vidět, proměnných je mnoho a je obtížné přesně stanovit každou jednotlivou hodnotu, proto mluvíme o pravděpodobnosti. Existují však odhady a výsledky, které mohou, alespoň teoreticky, dát proměnné hodnotu N a odpovědět na otázku.
Výklady a řešení
Od první formulace rovnice se mnoho vědců pokusilo zpracovat její výsledek. Od 1960. let XNUMX. století do současnosti se vědecké nástroje dostupné pro zpracování hodnot vyvíjely, ale rovnice je ve skutečnosti stále způsobem, jak diskutovat o problému ve vědeckých termínech, spíše než poskytovat definitivní odpovědi.
Nejnovější odhady předpokládají až 23 mimozemských civilizací (exobiologie)
Ale proč jsme nikdy neměli důkaz o jeho existenci? To je přesně dilema známé jako Fermiho paradox, která převzala své jméno od italského fyzika, který jej jako první navrhl, Enrica Fermiho. Protože v tomto ohledu neexistuje žádná jistota, vědci zabývající se exobiologií se dnes pokusili zaměřit svou pozornost na požadavky, které musí mít organismus, aby se vyvíjel, nevyjímaje nejnepřátelštější prostředí.
Exobiologie: podmínky existence života
Při hledání forem života ve vesmíru se předpokládá, že se nacházejí na planetách s vlastnostmi velmi podobnými těm na Zemi: hojnost vody, zdrojů energie a dalších základních molekul.
Podle exobiologů jsou to minimální požadavky, ale musíme si uvědomit, že nemůžeme s jistotou stanovit, že život je vždy založen na stejných identických molekulách.
Obecněji si ani nejsme jisti, že to může být vyslovit hypotézu o přítomnosti života, pokud jsou přítomny všechny složky, které máme tendenci považovat za nepostradatelné: kapalné rozpouštědlo, zdroj energie a tzv. základních složek, tedy základních molekul, organických a anorganických , které ve vzájemné kombinaci dávají vzniknout složitějším strukturám. Dalšími proměnnými parametry jsou pH, teplota, tlak, slanost a radiace. Planety s vlastnostmi podobnými Zemi jsou častěji nazývány exoplanety.
Díky organismům známým jako extremofilové však víme, že život může prosperovat nejen na exoplanetách, ale všude tam, kde existují minimální podmínky.
exoplanety a světelný rok
Co nazýváme Exoplanety Jsou to nebeská tělesa, která jsou součástí sluneční soustavy, v naší nebo v jiných galaxiích. Obíhají kolem svého slunce ve vzdálenosti, která umožňuje přítomnost kapalné vody nebo jiných rozpouštědel, což je jeden z nejdůležitějších požadavků pro rozvoj života. Tyto planety, stejně jako Země, mohou mít mnoho prostředí, ve kterých jsou chemické a fyzikální podmínky potenciálně dobré pro život. Bohužel většina z nich je od naší sluneční soustavy vzdálena několik světelných let.
El světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden rok. Světlo ze Slunce k nám dorazí za 8 a půl minuty a urazí vzdálenost 150 milionů km Vzdálenost, kterou urazí světlo za jeden rok (světelný rok) je přibližně 63.000 63krát větší než vzdálenost, kterou urazí Slunce k Zemi. Tedy 150 tisíc krát XNUMX milionů km.
Exobiologie: Proxima B
Nejbližší je další b, je součástí systému Proxima Centauri v naší galaxii, Mléčné dráze. Proxima b je vzdálená 4,2 světelných let a je osmou planetou nejvíce podobnou Zemi podle indexu ESI, fyzické měřítka používané k porovnání jiných planet se Zemí. Hodnota tohoto indexu je mezi 0 (žádná podobnost) a 1 (planeta identická se Zemí) a vypočítává se na základě poloměru, hustoty, únikové rychlosti a povrchové teploty. Proxima b má hodnotu ESI 0,87 a ukazuje, že planeta je velmi podobná Zemi. Tyto údaje však neposkytují informace o jeho obyvatelnosti.
Měsíce
Hledání života ve vesmíru se neomezuje pouze na exoplanety, ale ovlivňuje i jejich satelity, měsíce. Příklad lze nalézt právě uvnitř naší sluneční soustavy. Předpokládá se, že měsíc Saturnu, enceladusa měsíc Jupitera, Evropa, potenciálně ukrývají život.
Vzdálenost od slunce Enceladusneumožňuje mu přijímat dostatečné množství slunečního záření, aby se zahřálo, takže jeho povrchové teploty se pohybují mezi -128 °C a -240 °C: rozhodně to není místo, kde by se normálně hledal život. Nicméně, díky sondě Cassini bylo možné zjistit, že voda a organické molekuly jsou přítomny na tomto zamrzlém měsíci. Analýzy ukázaly, že dusík, oxid uhličitý a metan jsou přítomny v proudech vodní páry emitovaných na povrchu. Z tohoto důvodu se má za to, že pod zamrzlým povrchem se nachází hojná vrstva vody, ve které jsou rozpuštěny různé molekuly, zodpovědné za hydrotermální aktivitu substrátu a také za gejzíry na povrchu. Dalo by se předpokládat, že tento jev je ovlivněn hypotetickou přítomností metanogenních organismů.
V roce 2018 se někteří vědci pokusili rekonstruovat podmínky Enceladu pomocí experimentu, který ukázal, že mikroorganismus Methanothermococcus okinawensis měla by ideální vlastnosti pro život a produkci metanu v podložní vrstvě. Závěr této studie nám říká, že podobné organismy toho mohou být schopny, a proto jsou ve skutečnosti na Enceladu.
Jaké bakterie by mohly žít na jiných planetách?
Mikroorganismy se zvláštními schopnostmi jsou identifikovány jako extremofily, protože často žijí v podmínkách, které jsou pro složitější organismy zakázány. Je třeba poznamenat, že tyto organismy normálně žijí v těchto podmínkách, takže si lze myslet, že přežívají a nacházejí se také ve složitějších scénářích.
Nejznámější ve světě biologie je jistě Thermus aquaticus, schopné růstu při teplotách 75 °C; díky němu se podařilo výrazně zlepšit metodu amplifikace DNA. Existuje mnoho takových mikroorganismů, z nichž každý se adaptoval na jednu nebo více různých podmínek, čímž se stal polyextremofilním.
Zde je několik fascinujících příkladů:
- Picrophilus oshimae žije v síranu ve velmi kyselých podmínkách pH s hodnotou 0,6 ze 14, silnější než kyselina chlorovodíková.
- Thermococcus piezophilus žije v propasti při tlaku 125 Mpa, což odpovídá přibližně 1275 kg působícímu na plochu jednoho centimetru. Bylo ověřeno, že ostatní mikroorganismy zvládají zůstat metabolicky aktivní i při tlacích 2000 Mpa;
- Halarsenatibacter silvermanii žije ve vysoce alkalickém jezeře, kde jsou koncentrace soli NaCl 35 % mg/l;
- Deinococcus radioduran s, dosud považovaný za modelový mikroorganismus pro studium odolnosti vůči záření a vakuu, polyextremofil schopný přežít podmínky planety Mars.
Je na Marsu život?
Mars je čtvrtá nejvzdálenější planeta od našeho Slunce, ještě před Zemí. V posledních desetiletích bylo uskutečněno mnoho misí za účelem jeho prozkoumání a provedení výzkumu. NASA Perseverance je nejnovější, stále aktivní a očekává se, že znovu vstoupí v roce 2033.
Údaje o půdě a podmínkách na Marsu se v současnosti nejeví jako slibné pro exobiologii. V roce 2003 výzkumný tým identifikoval shodu z hlediska složení půdy mezi půdním vzorkem odebraným misí Viking a půdou ze vzdálené oblasti pouště Atacama v Chile a po několika pokusech zjistil, že půda není vhodná. pro jakýkoli typ ekologického pěstování. Kde je tedy ještě možné doufat, že na Marsu najdeme stopy života?
podzemní život
Objev z roku 2022 povzbudil exobiology při hledání mimozemského života. Jedná se o malé krystaly přítomné ve skalních inkluzích ve střední Austrálii, které se datují před 830 miliony let. V těchto malých krystalech byly identifikovány organické sloučeniny a přítomnost prokaryotických a eukaryotických buněk, které žily zachovány v tomto mikroprostředí. Podle odborníků je třeba tyto typy sedimentů, ať už suchozemského nebo mimozemského původu, považovat za potenciální hostitele starověkých mikroorganismů a organických sloučenin. To naznačuje potenciální hledání a nalezení místa na jiných planetách: podloží.
Navíc v podloží jev o hadovitý. Chemicko-fyzikální reakce, která probíhá za alkalických podmínek pH a která díky interakci vody a hornin uvolňuje vodík, organické a anorganické sloučeniny uhlíku. Serpentinizace je podle exobiologů rozšířená v nebeských tělesech sluneční soustavy, včetně Měsíců, a také se má za to, že mohla hrát důležitou roli na Zemi, protože podporovala život konkrétních mikroorganismů.
Závěry o exobiologii
Výzkum v exobiologii stále pokračuje, v říjnu 2024 zahájí letecká agentura NASA novou misi: CLIPPER. Cílem bude hledat stopy života z parních trysek emitovaných jedním z ledových měsíců Jupiteru: Evropa.
V tuto chvíli nebyly mimozemské organismy nikdy identifikovány, ale jejich možnou existenci v kosmu nelze vyloučit. Musíme však počítat s tím, že život by se mohl vyvíjet v podmínkách zcela odlišných od těch na Zemi, a že se tedy přizpůsobuje a vyvíjí nám neznámými způsoby. Objev mimozemských forem života by přinesl velkou pozornost vědecké komunity oboru exobiologie a otevřel by cesty dosud zcela neprozkoumané.