Izrazi "vanzemaljac" i "izvanzemaljac" često se povezuju s likovima u djelima znanstvene fantastike. Međutim, iako je spekulativno, postoji grana biologije koja istražuje i razmatra postojanje izvanzemaljskog života: egzobiologija.
Ali kako je moguće proučavati organizme čije postojanje nije dokazano? Što i gdje bi egzobiolozi trebali tražiti kako bi razumjeli postoji li život u svemiru?
LDrakeova jednadžba
Godine 1960. Frank Drake, američki astronom, proveo je prvo istraživanje u Nacionalnom radio-astronomskom opservatoriju, kako bi pokušao otkriti radio signale izvanzemaljskih civilizacija. Godinu dana kasnije, Drake je formulirao jednadžbu koja se i danas primjenjuje u području egzobiologije, osmišljenu za procjenu broja izvanzemaljskih civilizacija u našoj galaksiji, označenih slovom N.
Drakeova jednadžba uzima u obzir nekoliko parametara i formulirana je na sljedeći način:
Vrijednosti jednadžbe
Prva vrijednost je R *, što je brzina formiranja zvijezda u Mliječnoj stazi. Nakon toga treba uzeti u obzir samo zvijezde povezane s planetarnim sustavima; oni moraju imati potrebne uvjete za život domaćina, zahtjeve koje nije lako zadovoljiti i koje predstavljaju f p y n e . F l odgovara udjelu planeta na kojima bi se trebao razviti život, dok fi es dio ovih gdje je život koji se razvija inteligentan.
Ne samo da mora biti pametan, već i varijabilan f ckaže da ti oblici života moraju biti u stanju razviti tehnologiju koja emitira radio signal u svemir. Posljednja varijabla je L, vremenski period u kojem bi signali trebali biti poslani. Kao što se vidi, varijabli je mnogo i teško je točno utvrditi svaku pojedinačnu vrijednost, pa govorimo o vjerojatnosti. Međutim, postoje procjene i rezultati koji mogu, barem teoretski, dati vrijednost varijabli N i odgovori na pitanje.
Tumačenja i rješenja
Od prve formulacije jednadžbe mnogi su znanstvenici pokušali razraditi njezin rezultat. Od 1960-ih do danas, znanstveni alati dostupni za obradu vrijednosti su se razvili, ali jednadžba je, zapravo, još uvijek način rasprave o problemu u znanstvenim terminima, a ne davanje konačnih odgovora.
Najnovije procjene pretpostavljaju do 23 izvanzemaljske civilizacije (egzobiologija)
Ali zašto onda nikada nismo imali dokaz o njegovom postojanju? Upravo je to dilema poznata kao Fermijev paradoks, koji je dobio ime po talijanskom fizičaru koji ga je prvi predložio, Enricu Fermiju. Budući da u tom pogledu nema izvjesnosti, znanstvenici koji se danas bave egzobiologijom pokušali su svoju pozornost usmjeriti na zahtjeve koje organizam mora imati da bi se razvijao, ne isključujući i najneprijateljskije sredine.
Egzobiologija: uvjeti za postojanje života
Kada se traže oblici života u svemiru, pretpostavlja se da se nalaze na planetima s karakteristikama vrlo sličnim onima Zemlje: obilje vode, izvora energije i drugih temeljnih molekula.
Prema egzobiolozima, ovo su minimalni zahtjevi, ali moramo zapamtiti da ne možemo sa sigurnošću utvrditi da se život uvijek temelji na istim identičnim molekulama.
Općenitije, nismo ni sigurni da to može biti postaviti hipotezu o prisutnosti života ako su prisutni svi sastojci koje obično smatramo neophodnima: tekuće otapalo, izvor energije i tzv. bazične komponente, odnosno osnovne molekule, organske i anorganske , koje u kombinaciji jedna s drugom stvaraju složenije strukture. Ostali varijabilni parametri su pH, temperatura, tlak, salinitet i zračenje. Planeti s karakteristikama sličnim Zemljinim češće se nazivaju egzoplanete.
Međutim, zahvaljujući organizmima poznatim kao ekstremofili, znamo da život može napredovati ne samo na egzoplanetima, ali gdje god postoje minimalni uvjeti.
egzoplanete i svjetlosnu godinu
Kako zovemo Egzoplanete Oni su nebeska tijela koja su dio Sunčevog sustava, u našoj ili u drugim galaksijama. Oni kruže oko svog sunca na udaljenosti koja dopušta prisutnost tekuće vode ili drugih otapala, što je jedan od najvažnijih uvjeta za razvoj života. Ovi planeti, poput Zemlje, mogu imati mnoštvo okruženja u kojima su kemijski i fizički uvjeti potencijalno dobri za održavanje života. Nažalost, većina ih je nekoliko svjetlosnih godina udaljena od našeg sunčevog sustava.
El svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini. Svjetlost od Sunca do nas stiže za 8 i pol minuta, prijeđući udaljenost od 150 milijuna km. Udaljenost koju svjetlost prijeđe u jednoj godini (svjetlosnoj godini) je otprilike 63.000 63 puta veća od udaljenosti koju prijeđe Sunce do Zemlje. Dakle 150 tisuće puta XNUMX milijuna km.
Egzobiologija: Proxima B
Najbliži je Proksima b, dio je sustava Proxima Centauri u našoj galaksiji, Mliječnoj stazi. Proxima b je udaljena 4,2 svjetlosne godine i osmi je planet najsličniji Zemlji prema ESI indeksu, fizičkoj mjernoj ljestvici koja se koristi za usporedbu drugih planeta sa Zemljom. Vrijednost ovog indeksa je između 0 (nema sličnosti) i 1 (planet identičan Zemlji), a izračunava se na temelju radijusa, gustoće, brzine bijega i površinske temperature. Proxima b ima ESI vrijednost od 0,87 i ukazuje da je planet vrlo sličan Zemlji. Međutim, ovi podaci ne daju informacije o njegovoj nastanjivosti.
Mjeseci
Potraga za životom u svemiru nije ograničena na egzoplanete, već utječe i na njihove satelite, mjesece. Primjer se može pronaći upravo u našem Sunčevom sustavu. Vjeruje se da je Saturnov mjesec, enceladus, i Jupiterov mjesec, Europa, potencijalno krije život.
Udaljenost od sunca Enceladusne dopušta mu da primi dovoljno sunčevog zračenja da se zagrije, tako da se njegove površinske temperature kreću između -128°C i -240°C: definitivno nije mjesto gdje bi se inače tražio život. Ipak, zahvaljujući sondi Cassini bilo je moguće ustanoviti da su na ovom zamrznutom mjesecu prisutne voda i organske molekule. Analize su pokazale da su dušik, ugljični dioksid i metan prisutni u mlazovima vodene pare koji se ispuštaju na površinu. Zbog toga se vjeruje da se ispod zaleđene površine nalazi obilan sloj vode u kojem su otopljene različite molekule odgovorne za hidrotermalnu aktivnost supstrata, ali i za gejzire na površini. Moglo bi se pomisliti da na ovaj fenomen utječe hipotetska prisutnost metanogenih organizama.
U 2018. neki su istraživači pokušali rekonstruirati uvjete na Enceladusu eksperimentom, pokazujući da mikroorganizam Methanothermococcus okinawensis imao bi idealne karakteristike za život i proizvodnju metana u donjem sloju. Zaključak ove studije govori nam da bi slični organizmi mogli biti sposobni za to, i stoga zapravo biti na Enceladusu.
Koje bi bakterije mogle živjeti na drugim planetima?
Mikroorganizmi s određenim sposobnostima identificirani su kao ekstremofili jer često žive u uvjetima koji su nedostižni za složenije organizme. Treba napomenuti da ovi organizmi normalno žive u tim uvjetima, pa se može misliti da preživljavaju i da se mogu naći i u složenijim scenarijima.
Najpoznatiji u svijetu biologije zasigurno je Thermus aquaticussposoban za rast na temperaturama od 75°C; zahvaljujući njemu bilo je moguće značajno poboljšati metodu umnožavanja DNA. Postoji mnogo takvih mikroorganizama, od kojih se svaki prilagodio jednom ili više različitih uvjeta, postajući tako poliekstremofilni.
Evo nekoliko fascinantnih primjera:
- Picrophilus oshimae živi u sulfatu u vrlo kiselim pH uvjetima s vrijednošću 0,6 od 14, jačom od klorovodične kiseline.
- Thermococcus piezophilus živi u ponoru pod tlakom od 125 Mpa, što odgovara otprilike 1275 kg primijenjenim na površinu od jednog centimetra. Potvrđeno je da drugi mikroorganizmi uspijevaju ostati metabolički aktivni čak i pod pritiscima od 2000 Mpa;
- Halarsenatibacter silvermanii živi u visoko alkalnom jezeru gdje su koncentracije NaCl soli 35% mg/L;
- Deinococcus radioduran s, do danas smatran modelom mikroorganizma za proučavanje otpornosti na zračenje i vakuum, poliekstremofil sposoban preživjeti uvjete planeta Marsa.
Ima li života na Marsu?
Mars je četvrti najudaljeniji planet od našeg Sunca, prije Zemlje. Posljednjih desetljeća obavljene su mnoge misije kako bi se to istražilo i provelo istraživanje. NASA-in Perseverance je najnoviji, još uvijek aktivan i očekuje se da će ponovno ući 2033.
Podaci o tlu i uvjetima na Marsu u ovom trenutku ne izgledaju obećavajuće za egzobiologiju. Godine 2003. istraživački tim identificirao je podudarnost u pogledu sastava tla između uzorka tla koje je prikupila misija Viking i tla iz udaljene regije pustinje Atacama u Čileu, te je nakon nekoliko pokušaja utvrdio da tlo nije bilo prikladno za bilo koju vrstu organskog uzgoja. Dakle, gdje se još moguće nadati da ćemo pronaći tragove života na Marsu?
podzemni život
Otkriće iz 2022. potaknulo je egziologe u potrazi za izvanzemaljskim životom. To su mali kristali prisutni u inkluzijama stijena u središnjoj Australiji, stari 830 milijuna godina. Unutar ovih malih kristala identificirani su organski spojevi i prisutnost prokariotskih i eukariotskih stanica koje su živjele sačuvane unutar ovog mikrookruženja. Prema mišljenju stručnjaka, ove vrste sedimenata, bilo zemaljskog ili izvanzemaljskog podrijetla, treba smatrati potencijalnim domaćinima za drevne mikroorganizme i organske spojeve. Ovo sugerira potencijalno mjesto pretraživanja i pronalaska na drugim planetima: podzemlje.
Osim toga, u podzemlju fenomen od serpentina. Kemijsko-fizikalna reakcija koja se odvija u uvjetima alkalnog pH i koja zahvaljujući međudjelovanju vode i stijena oslobađa vodik, organske i anorganske spojeve ugljika. Serpentinizacija je, prema egzobiolozima, široko rasprostranjena na nebeskim tijelima Sunčevog sustava, uključujući i Mjesece, a smatra se i da je možda imala važnu ulogu na Zemlji, pogodujući životu određenih mikroorganizama.
Zaključci o egzobiologiji
Istraživanja u egzobiologiji još uvijek su u tijeku, au listopadu 2024. godine NASA zrakoplovno-svemirska agencija lansirat će novu misiju: CLIPPER. Cilj će biti potraga za tragovima života iz mlaznica pare koje emitira jedan od Jupiterovih ledenih mjeseca: Europa.
U ovom trenutku izvanzemaljski organizmi nikada nisu identificirani, ali se ne može isključiti njihovo moguće postojanje u svemiru. No, moramo uzeti u obzir da bi se život mogao razviti u uvjetima potpuno drugačijim od onih na Zemlji, te da se stoga prilagođava i razvija na nama nepoznate načine. Otkriće izvanzemaljskih oblika života skrenulo bi veliku pozornost znanstvene zajednice na granu egzobiologije, otvarajući putove do sada potpuno neistražene.