Termit "muukalainen" ja "maanulkoinen" yhdistetään usein tieteisteosten hahmoihin. Vaikka se on spekulatiivista, on olemassa biologian haara, joka tutkii ja pohtii maan ulkopuolisen elämän olemassaoloa: eksobiologia.
Mutta kuinka on mahdollista tutkia organismeja, joiden olemassaoloa ei ole todistettu? Mitä ja mistä eksobiologien tulisi etsiä ymmärtääkseen, onko maailmankaikkeudessa elämää?
Ldraken yhtälöön
Vuonna 1960 amerikkalainen tähtitieteilijä Frank Drake suoritti ensimmäisen tutkimuksen National Radio Astronomy Observatoryssa yrittääkseen havaita radiosignaaleja maan ulkopuolisista sivilisaatioista. Vuotta myöhemmin Drake muotoili yhtälön, jota käytetään edelleen eksobiologian alalla ja jonka tarkoituksena oli arvioida galaksissamme olevien maan ulkopuolisten sivilisaatioiden lukumäärää, joka on osoitettu kirjeellä. N.
Draken yhtälö ottaa huomioon useita parametreja, ja se on muotoiltu seuraavasti:
Yhtälön arvot
Ensimmäinen arvo on R *, joka on Linnunradan tähtien muodostumisnopeus. Sen jälkeen tulee ottaa huomioon vain planeettajärjestelmiin liittyvät tähdet; niillä on oltava elämän isännöimiseen tarvittavat edellytykset, joita ei ole helppo täyttää ja joita vastaavasti edustavat f p y n e . F l vastaa sitä osaa planeetoista, joilla elämän oletetaan kehittyvän fi es se osa näistä, joissa kehittyvä elämä on älykästä.
Sen ei tarvitse olla vain älykäs, vaan myös muuttuja f csanoo, että näiden elämänmuotojen on kyettävä kehittämään tekniikkaa, joka lähettää radiosignaalia avaruuteen. Viimeinen muuttuja on L, aika, jonka kuluessa signaalit on tarkoitus lähettää. Kuten voidaan nähdä, muuttujia on monia ja jokaisen yksittäisen arvon määrittäminen on vaikeaa, joten puhumme todennäköisyydestä. On kuitenkin arvioita ja tuloksia, jotka voivat ainakin teoreettisesti antaa muuttujalle arvon N ja vastaa kysymykseen.
Tulkinnat ja ratkaisut
Yhtälön ensimmäisen muotoilun jälkeen monet tutkijat ovat yrittäneet tarkentaa sen tulosta. 1960-luvulta nykypäivään arvojen käsittelyyn käytettävissä olevat tieteelliset työkalut ovat kehittyneet, mutta yhtälö on itse asiassa edelleen tapa keskustella aiheesta tieteellisesti sen sijaan, että se antaisi lopullisia vastauksia.
Viimeisimpien arvioiden mukaan jopa 23 maan ulkopuolista sivilisaatiota (eksobiologia)
Mutta miksi meillä ei ole koskaan ollut todisteita sen olemassaolosta? Tämä on juuri se dilemma, joka tunnetaan nimellä Fermi-paradoksi, joka sai nimensä sen ensimmäisenä ehdottaneen italialaisen fyysikon Enrico Fermin mukaan. Koska tässä suhteessa ei ole varmuutta, eksobiologiaa käsittelevät tutkijat ovat nykyään yrittäneet keskittää huomionsa vaatimuksiin, jotka organismilla on oltava kehittyäkseen, jättämättä pois kaikkein vihamielisimpiä ympäristöjä.
Eksobiologia: edellytykset elämän olemassaololle
Kun etsitään elämänmuotoja avaruudesta, oletetaan, että niitä löytyy planeetoilta, joiden ominaisuudet ovat hyvin samankaltaiset kuin Maan: runsaasti vettä, energialähteitä ja muita perusmolekyylejä.
Eksobiologien mukaan nämä ovat vähimmäisvaatimukset, mutta meidän on muistettava, että emme voi varmuudella todeta, että elämä perustuu aina samoihin identtisiin molekyyleihin.
Yleisemmin ottaen emme ole edes varmoja, voiko se olla olettaa elämän olemassaolosta, jos kaikki ainesosat, joita meillä on taipumus pitää välttämättöminä, ovat läsnä: nestemäinen liuotin, energian lähde ja niin sanotut peruskomponentit eli emäksiset molekyylit, orgaaniset ja epäorgaaniset , jotka yhdessä muodostavat monimutkaisempia rakenteita. Muita muuttuvia parametreja ovat pH, lämpötila, paine, suolapitoisuus ja säteily. Planeettoja, joiden ominaisuudet ovat samankaltaisia kuin maapallolla, kutsutaan yleisemmin eksoplaneettoja.
Ekstremofiileiksi kutsuttujen organismien ansiosta tiedämme kuitenkin, että elämä voi kukoistaa paitsi eksoplaneetoilla, mutta missä tahansa vähimmäisehdot ovat olemassa.
eksoplaneetat ja valovuosi
Mitä me kutsumme Eksoplaneetit Ne ovat taivaankappaleita, jotka ovat osa aurinkokuntaamme, omassamme tai muissa galakseissa. Ne kiertävät aurinkoaan etäisyydellä, joka sallii nestemäisen veden tai muiden liuottimien läsnäolon, mikä on yksi tärkeimmistä elämän kehittymisen vaatimuksista. Näillä planeetoilla, kuten Maalla, voi olla monia ympäristöjä, joissa kemialliset ja fysikaaliset olosuhteet ovat mahdollisesti hyvät elämän tukemiseksi. Valitettavasti useimmat niistä ovat useiden valovuosien päässä aurinkokunnastamme.
El valovuosi on matka, jonka valo kulkee vuodessa. Auringosta tuleva valo saavuttaa meidät 8 ja puolessa minuutissa ja kulkee 150 miljoonan km:n matkan Valon vuodessa (valovuodessa) kulkema matka on noin 63.000 63 kertaa Auringon maapallolle kulkema matka. Eli 150 tuhatta kertaa XNUMX miljoonaa km.
Eksobiologia: Proxima B
Lähin on Seuraava b, on osa Proxima Centauri -järjestelmää galaksissamme, Linnunradassa. Proxima b on 4,2 valovuoden päässä ja on kahdeksanneksi maapallon kaltaisin planeetta ESI-indeksin, fyysisen mitta-asteikon, jota käytetään vertaamaan muita planeettoja Maahan, mukaan. Tämän indeksin arvo on välillä 0 (ei samankaltaisuutta) ja 1 (planeetta on identtinen maan kanssa), ja se lasketaan säteen, tiheyden, pakonopeuden ja pintalämpötilan perusteella. Proxima b:n ESI-arvo on 0,87 ja se osoittaa, että planeetta on hyvin samanlainen kuin Maa. Nämä tiedot eivät kuitenkaan anna tietoa sen asumiskelpoisuudesta.
Kuut
Elämän etsintä avaruudessa ei rajoitu eksoplaneettoihin, vaan vaikuttaa myös niiden satelliitteihin, kuuihin. Esimerkki löytyy aurinkokuntamme sisältä. Uskotaan, että Saturnuksen kuu, Enceladusja Jupiterin kuu, Eurooppa, mahdollisesti satamaelämää.
Etäisyys auringosta Enceladusse ei salli sen vastaanottaa tarpeeksi auringonsäteilyä lämmittääkseen itsensä, joten sen pintalämpötilat vaihtelevat -128°C ja -240°C välillä: ei todellakaan paikka, josta elämää normaalisti etsittäisiin. Cassini-luotaimen ansiosta oli kuitenkin mahdollista todeta, että tässä jäätyneessä kuussa on vettä ja orgaanisia molekyylejä. Analyysit ovat osoittaneet, että pintaan vapautuvissa vesihöyrysuihkuissa on typpeä, hiilidioksidia ja metaania. Tästä syystä jäätyneen pinnan alla uskotaan olevan runsas vesikerros, johon on liuennut erilaisia molekyylejä, jotka ovat vastuussa substraatin hydrotermisestä aktiivisuudesta ja myös pinnalla olevista geysireistä. Voidaan ajatella, että tähän ilmiöön vaikuttaa hypoteettinen metanogeenisten organismien esiintyminen.
Vuonna 2018 jotkut tutkijat yrittivät rekonstruoida Enceladuksen olosuhteet kokeella, joka osoitti, että mikro-organismi Methanothermococcus okinawensis sillä olisi ihanteelliset ominaisuudet elää ja tuottaa metaania alla olevassa kerroksessa. Tämän tutkimuksen päätelmät kertovat meille, että samanlaiset organismit voivat pystyä tekemään tämän ja siksi todellakin olla Enceladuksella.
Mitkä bakteerit voisivat elää muilla planeetoilla?
Mikro-organismit, joilla on erityisiä kykyjä, tunnistetaan ekstremofiileiksi, koska ne elävät usein olosuhteissa, jotka ovat esteellisiä monimutkaisemmille organismeille. On huomattava, että nämä organismit elävät normaalisti näissä olosuhteissa, joten voidaan ajatella, että ne selviytyvät ja niitä löytyy myös monimutkaisemmista skenaarioista.
Biologian maailman kuuluisin on varmasti Thermus aquaticus, joka pystyy kasvamaan 75 °C:n lämpötiloissa; hänen ansiostaan oli mahdollista parantaa merkittävästi DNA:n monistusmenetelmää. Tällaisia mikro-organismeja on monia, joista jokainen on sopeutunut yhteen tai useampaan eri olosuhteisiin ja tullut siten polyextremofiilisiksi.
Tässä on joitain kiehtovia esimerkkejä:
- Picrophilus oshimae se elää sulfaatissa erittäin happamissa pH-olosuhteissa, joiden arvo on 0,6/14, vahvempi kuin suolahappo.
- Thermococcus piezophilus asuu kuilussa 125 Mpa:n paineessa, mikä vastaa noin 1275 kg:n painoa yhden senttimetrin alueelle. On todistettu, että muut mikro-organismit onnistuvat pysymään metabolisesti aktiivisina jopa 2000 Mpa:n paineissa;
- Halarsenatibacter silvermanii asuu erittäin emäksisessä järvessä, jossa NaCl-suolapitoisuudet ovat 35 % mg/l;
- Deinococcus radioduran s, jota on tähän mennessä pidetty mallimikro-organismina säteilyn ja tyhjiön vastustuskyvyn tutkimuksessa, polyextremofiilina, joka pystyy selviytymään Marsin planeetan olosuhteissa.
Onko Marsissa elämää?
Mars on neljänneksi kaukaisin planeetta auringostamme ennen Maata. Viime vuosikymmeninä on tehty monia tehtäviä sen tutkimiseksi ja tutkimuksen tekemiseksi. NASAn Perseverance on uusin, edelleen aktiivinen ja sen odotetaan palaavan vuonna 2033.
Marsin maaperätiedot ja olosuhteet eivät tällä hetkellä vaikuta lupaavilta eksobiologian kannalta. Vuonna 2003 tutkimusryhmä havaitsi maaperän koostumuksen vastaavuuden Viking-operaation keräämän maanäytteen ja Chilen Atacaman aavikon syrjäiseltä alueelta peräisin olevan maaperän välillä, ja useiden yritysten jälkeen päätettiin, että maaperä ei ollut sopiva. kaikenlaiseen luonnonmukaiseen viljelyyn. Joten mistä on vielä mahdollista toivoa löytävänsä elämän jälkiä Marsista?
maanalaista elämää
Vuoden 2022 löytö on innostanut eksobiologeja heidän etsiessään maan ulkopuolista elämää. Nämä ovat pieniä kiteitä, joita esiintyy Keski-Australian kivisulkeutumissa, ja ne ovat peräisin 830 miljoonan vuoden takaa. Näissä pienissä kiteissä on tunnistettu orgaanisia yhdisteitä ja prokaryoottisia ja eukaryoottisia soluja, jotka ovat eläneet säilyneenä tässä mikroympäristössä. Asiantuntijoiden mukaan tämän tyyppisiä sedimenttejä, olivatpa ne sitten peräisin maasta tai maan ulkopuolelta, tulisi pitää mahdollisina muinaisten mikro-organismien ja orgaanisten yhdisteiden isäntinä. Tämä viittaa mahdolliseen etsintä- ja etsintäpaikkaan muilla planeetoilla: pohjamaassa.
Lisäksi maaperässä ilmiö kiemurteleva. Alkalisissa pH-olosuhteissa tapahtuva kemiallis-fysikaalinen reaktio, joka vapauttaa veden ja kivien välisen vuorovaikutuksen ansiosta vetyä, orgaanisia ja epäorgaanisia hiiliyhdisteitä. Käärmeen muodostuminen on eksobiologien mukaan laajalle levinnyt aurinkokunnan taivaankappaleissa, kuut mukaan lukien, ja sen uskotaan myös saaneen olla tärkeässä roolissa maapallolla, koska se suosii tiettyjen mikro-organismien elämää.
Johtopäätökset eksobiologiasta
Eksobiologian tutkimus jatkuu edelleen, lokakuussa 2024 NASA käynnistää uuden tehtävän: CLIPPER. Tavoitteena on etsiä elämän jälkiä yhden Jupiterin jäisen kuun lähettämistä höyrysuihkuista: Eurooppa.
Tällä hetkellä maan ulkopuolisia organismeja ei ole koskaan tunnistettu, mutta niiden mahdollista olemassaoloa kosmoksessa ei voida sulkea pois. Meidän on kuitenkin otettava huomioon, että elämä voi kehittyä täysin erilaisissa olosuhteissa kuin maan päällä, ja siksi se mukautuu ja kehittyy meille tuntemattomilla tavoilla. Maan ulkopuolisten elämänmuotojen löytäminen toisi tiedeyhteisöltä suurta huomiota eksobiologian alaan, mikä avaisi polkuja, joita ei ole tähän mennessä täysin tutkittu.