Die Begriffe „Alien“ und „Außerirdische“ werden oft mit Charakteren in Science-Fiction-Werken in Verbindung gebracht. Obwohl es spekulativ ist, gibt es jedoch einen Zweig der Biologie, der die Existenz von außerirdischem Leben untersucht und berücksichtigt: Exobiologie.
Aber wie kann man Organismen untersuchen, deren Existenz nicht bewiesen ist? Was und wo sollten Exobiologen schauen, um zu verstehen, ob es Leben im Universum gibt?
LDrake-Gleichung
1960 führte Frank Drake, ein amerikanischer Astronom, die erste Untersuchung am National Radio Astronomy Observatory durch, um zu versuchen, Funksignale von außerirdischen Zivilisationen zu entdecken. Ein Jahr später formulierte Drake eine Gleichung, die noch heute im Bereich der Exobiologie angewendet wird, um die Zahl der außerirdischen Zivilisationen in unserer Galaxie abzuschätzen, die durch den Buchstaben angegeben wird N.
Die Drake-Gleichung berücksichtigt mehrere Parameter und wird wie folgt formuliert:
Die Werte der Gleichung
Der erste Wert ist R *, das ist die Sternentstehungsrate in der Milchstraße. Danach sollten nur noch mit Planetensystemen verbundene Sterne berücksichtigt werden; diese müssen die notwendigen Bedingungen haben, um das Leben zu beherbergen, Anforderungen, die nicht einfach zu erfüllen sind, und entsprechend repräsentiert werden f p y n e . F l entspricht dem Anteil der Planeten, auf denen sich Leben entwickeln soll, während fi es der Bruchteil davon, wo das Leben, das sich entwickelt, intelligent ist.
Nicht nur smart muss es sein, sondern auch variabel f csagt, dass diese Lebensformen in der Lage sein müssen, eine Technologie zu entwickeln, die ein Funksignal in den Weltraum aussendet. Die letzte Variable ist L, der Zeitraum, in dem die Signale gesendet werden sollen. Wie man sieht, gibt es viele Variablen und es ist schwierig, jeden einzelnen Wert genau festzulegen, also sprechen wir von Wahrscheinlichkeit. Es gibt jedoch Schätzungen und Ergebnisse, die der Variablen zumindest theoretisch einen Wert geben können N und beantworte die Frage.
Interpretationen und Lösungen
Seit der ersten Formulierung der Gleichung haben viele Wissenschaftler versucht, ihr Ergebnis auszuarbeiten. Von den 1960er Jahren bis heute haben sich die wissenschaftlichen Werkzeuge zur Verarbeitung von Werten weiterentwickelt, aber die Gleichung ist tatsächlich immer noch eine Möglichkeit, das Problem wissenschaftlich zu diskutieren, anstatt endgültige Antworten zu liefern.
Neueste Schätzungen gehen von bis zu 23 außerirdischen Zivilisationen aus (Exobiologie)
Aber warum haben wir dann nie einen Beweis für seine Existenz? Dies ist genau das Dilemma, das als bekannt ist Fermi-Paradoxon, das seinen Namen von dem italienischen Physiker Enrico Fermi erhielt, der es zuerst vorgeschlagen hat. Da es diesbezüglich keine Gewissheit gibt, haben Wissenschaftler, die sich heute mit Exobiologie befassen, versucht, ihre Aufmerksamkeit auf die Anforderungen zu richten, die ein Organismus haben muss, um sich zu entwickeln, ohne die feindlichsten Umgebungen auszuschließen.
Exobiologie: Bedingungen für das Leben
Bei der Suche nach Lebensformen im All geht man davon aus, dass sie auf Planeten zu finden sind, deren Eigenschaften denen der Erde sehr ähnlich sind: Fülle von Wasser, Energiequellen und anderen grundlegenden Molekülen.
Laut Exobiologen sind dies die Mindestanforderungen, aber wir müssen bedenken, dass wir nicht mit Sicherheit feststellen können, dass das Leben immer auf denselben identischen Molekülen basiert.
Allgemeiner gesagt sind wir uns nicht einmal sicher, ob dies der Fall sein kann hypothetisieren das Vorhandensein von Leben, wenn alle Bestandteile vorhanden sind, die wir für unentbehrlich halten: ein flüssiges Lösungsmittel, eine Energiequelle und die sogenannten Grundbausteine, also Grundmoleküle, organisch und anorganisch , die miteinander kombiniert zu komplexeren Strukturen führen. Andere variable Parameter sind pH, Temperatur, Druck, Salzgehalt und Strahlung. Planeten mit ähnlichen Eigenschaften wie die der Erde werden häufiger genannt Exoplaneten.
Dank Organismen, die als Extremophile bekannt sind, wissen wir jedoch, dass Leben nicht nur auf Exoplaneten gedeihen kann, sondern überall dort, wo die Mindestbedingungen gegeben sind.
Exoplaneten und Lichtjahr
Was wir nennen Exoplaneten Sie sind Himmelskörper, die Teil eines Sonnensystems sind, in unserem oder in anderen Galaxien. Sie umkreisen ihre Sonne in einem Abstand, der die Anwesenheit von flüssigem Wasser oder anderen Lösungsmitteln zulässt, eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entwicklung von Leben. Diese Planeten können, wie die Erde, eine Vielzahl von Umgebungen haben, in denen die chemischen und physikalischen Bedingungen potenziell gut sind, um das Leben zu unterstützen. Leider sind die meisten von ihnen mehrere Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt.
El Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Licht von der Sonne erreicht uns in 8 Minuten und legt dabei eine Entfernung von 150 Millionen km zurück.Die Entfernung, die das Licht in einem Jahr (Lichtjahr) zurücklegt, ist ungefähr das 63.000-fache der Entfernung, die die Sonne zur Erde zurücklegt. Also 63 Tausend mal 150 Millionen km.
Exobiologie: Proxima B
Das nächste ist nächstes b, ist Teil des Proxima-Centauri-Systems in unserer Galaxie, der Milchstraße. Proxima b ist 4,2 Lichtjahre entfernt und ist nach dem ESI-Index, einer physikalischen Messskala, die zum Vergleich anderer Planeten mit der Erde verwendet wird, der achterdähnlichste Planet. Der Wert dieses Index liegt zwischen 0 (keine Ähnlichkeit) und 1 (Planet identisch mit der Erde) und wird anhand von Radius, Dichte, Fluchtgeschwindigkeit und Oberflächentemperatur berechnet. Proxima b hat einen ESI-Wert von 0,87 und zeigt an, dass der Planet der Erde sehr ähnlich ist. Diese Daten geben jedoch keine Auskunft über seine Bewohnbarkeit.
Glasbruch
Die Suche nach Leben im All beschränkt sich nicht nur auf Exoplaneten, sondern betrifft auch deren Trabanten, die Monde. Ein Beispiel findet sich direkt in unserem Sonnensystem. Es wird angenommen, dass ein Saturnmond, Enceladus, und ein Jupitermond, Europa, möglicherweise Leben beherbergen.
Die Entfernung von der Sonne Enceladuser kann nicht genügend Sonneneinstrahlung erhalten, um sich selbst zu erwärmen, daher liegen seine Oberflächentemperaturen zwischen -128 °C und -240 °C: definitiv kein Ort, an dem normalerweise Leben gesucht wird. Dank der Cassini-Sonde konnte jedoch festgestellt werden, dass auf diesem gefrorenen Mond Wasser und organische Moleküle vorhanden sind. Analysen haben gezeigt, dass in den an der Oberfläche emittierten Wasserdampfstrahlen Stickstoff, Kohlendioxid und Methan enthalten sind. Aus diesem Grund wird angenommen, dass sich unter der gefrorenen Oberfläche eine reichliche Wasserschicht befindet, in der verschiedene Moleküle gelöst sind, die für die hydrothermale Aktivität des Substrats und auch für die Geysire an der Oberfläche verantwortlich sind. Es könnte angenommen werden, dass dieses Phänomen durch die hypothetische Anwesenheit von methanogenen Organismen beeinflusst wird.
Im Jahr 2018 versuchten einige Forscher, die Bedingungen von Enceladus mit einem Experiment zu rekonstruieren, und zeigten, dass der Mikroorganismus Methanothermococcus okinawensis es hätte die idealen Eigenschaften, um in der darunter liegenden Schicht zu leben und Methan zu produzieren. Die Schlussfolgerung dieser Studie zeigt uns, dass ähnliche Organismen möglicherweise dazu in der Lage sind und sich daher tatsächlich auf Enceladus befinden.
Welche Bakterien könnten auf anderen Planeten leben?
Mikroorganismen mit besonderen Fähigkeiten werden als Extremophile bezeichnet, weil sie oft unter Bedingungen leben, die für komplexere Organismen unerschwinglich sind. Es sollte beachtet werden, dass diese Organismen normalerweise unter diesen Bedingungen leben, sodass angenommen werden kann, dass sie überleben und auch in komplexeren Szenarien vorkommen.
Die berühmteste in der Welt der Biologie ist sicherlich die Thermus Aquaticus, fähig, bei Temperaturen von 75°C zu wachsen; Dank ihm konnte die Methode der DNA-Amplifikation entscheidend verbessert werden. Es gibt viele solcher Mikroorganismen, von denen sich jeder an eine oder mehrere unterschiedliche Bedingungen angepasst hat und somit polyextremophil geworden ist.
Hier sind einige faszinierende Beispiele:
- Picrophilus oshimae es lebt in Sulfat in sehr sauren pH-Bedingungen mit einem Wert von 0,6 von 14, stärker als Salzsäure.
- Thermococcus piezophilus lebt im Abgrund bei einem Druck von 125 MPa, was ungefähr 1275 kg entspricht, die auf eine Fläche von einem Zentimeter aufgebracht werden. Es wurde nachgewiesen, dass es anderen Mikroorganismen gelingt, selbst unter Drücken von 2000 MPa metabolisch aktiv zu bleiben;
- Halarsenatibacter silvermanii lebt in einem stark alkalischen See, in dem die NaCl-Salzkonzentration 35 % mg/L beträgt;
- Deinococcus radioduran s, der bis heute als Modellmikroorganismus für die Untersuchung der Strahlungs- und Vakuumresistenz gilt, ein Polyextremophiler, der in der Lage ist, die Bedingungen des Planeten Mars zu überleben.
Gibt es Leben auf dem Mars?
Der Mars ist vor der Erde der viertfernste Planet von unserer Sonne. Viele Missionen wurden in den letzten Jahrzehnten durchgeführt, um es zu erforschen und zu erforschen. Die Perseverance der NASA ist die neueste, noch aktiv und wird voraussichtlich 2033 wieder eintreten.
Bodendaten und Bedingungen auf dem Mars scheinen derzeit nicht vielversprechend für die Exobiologie. Im Jahr 2003 stellte ein Forschungsteam eine Übereinstimmung in Bezug auf die Bodenzusammensetzung zwischen der von der Viking-Mission gesammelten Bodenprobe und Boden aus einer abgelegenen Region der Atacama-Wüste in Chile fest und stellte nach mehreren Versuchen fest, dass der Boden nicht geeignet war für jede Art von Bio-Anbau. Wo kann man also noch hoffen, Spuren von Leben auf dem Mars zu finden?
unterirdisches Leben
Eine Entdeckung aus dem Jahr 2022 hat Exobiologen bei ihrer Suche nach außerirdischem Leben beflügelt. Dies sind kleine Kristalle, die in Gesteinseinschlüssen in Zentralaustralien vorkommen und 830 Millionen Jahre alt sind. Innerhalb dieser kleinen Kristalle wurden organische Verbindungen und das Vorhandensein von prokaryotischen und eukaryotischen Zellen identifiziert, die in dieser Mikroumgebung konserviert gelebt haben. Nach Ansicht von Experten sollten diese Arten von Sedimenten, ob terrestrischen oder außerirdischen Ursprungs, als potenzielle Wirte für uralte Mikroorganismen und organische Verbindungen angesehen werden. Dies deutet auf einen potenziellen Such- und Fundort auf anderen Planeten hin: den Untergrund.
Darüber hinaus im Untergrund das Phänomen der Serpentin. Chemisch-physikalische Reaktion, die unter alkalischen pH-Bedingungen stattfindet und die durch die Wechselwirkung zwischen Wasser und Gestein Wasserstoff, organische und anorganische Kohlenstoffverbindungen freisetzt. Laut Exobiologen ist die Serpentinisierung in den Himmelskörpern des Sonnensystems, einschließlich der Monde, weit verbreitet, und es wird auch angenommen, dass sie eine wichtige Rolle auf der Erde gespielt haben könnte, indem sie das Leben bestimmter Mikroorganismen begünstigt.
Schlussfolgerungen zur Exobiologie
Die Forschung in der Exobiologie ist noch nicht abgeschlossen, im Oktober 2024 wird die Raumfahrtagentur NASA eine neue Mission starten: CLIPPER. Das Ziel ist die Suche nach Lebensspuren aus Dampfstrahlen, die von einem der Eismonde des Jupiters ausgestoßen werden: Europa.
Derzeit wurden außerirdische Organismen nie identifiziert, aber ihre mögliche Existenz im Kosmos kann nicht ausgeschlossen werden. Wir müssen jedoch berücksichtigen, dass sich das Leben unter völlig anderen Bedingungen entwickeln könnte als auf der Erde und dass es sich daher auf uns unbekannte Weise anpasst und entwickelt. Die Entdeckung außerirdischer Lebensformen würde große Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Gemeinschaft auf den Zweig der Exobiologie lenken und bisher völlig unerforschte Wege eröffnen.