Az "idegen" és a "földönkívüli" kifejezéseket gyakran sci-fi művek szereplőivel társítják. Azonban, bár ez spekulatív, van a biológiának egy olyan ága, amely a földönkívüli élet létezését vizsgálja és mérlegeli: exobiológia.
De hogyan lehet olyan organizmusokat tanulmányozni, amelyek létezése nem bizonyított? Mit és hol kell megnézniük az exobiológusoknak, hogy megértsék, van-e élet a világegyetemben?
Ldrake-egyenlethez
1960-ban Frank Drake amerikai csillagász végezte el az első vizsgálatot a Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatóriumban, hogy megpróbálja észlelni a földönkívüli civilizációk rádiójeleit. Egy évvel később Drake megfogalmazott egy ma is alkalmazott egyenletet az exobiológia területén, amelynek célja a galaxisunkban található földönkívüli civilizációk számának becslése, amelyet a levél jelez. N.
A Drake-egyenlet több paramétert is figyelembe vesz, és a következőképpen fogalmazódik meg:
Az egyenlet értékei
Az első érték az R *, ami a csillagkeletkezés sebessége a Tejútrendszerben. Ezt követően csak a bolygórendszerekhez kapcsolódó csillagokat kell figyelembe venni; ezeknek rendelkezniük kell az élet befogadásához szükséges feltételekkel, olyan követelményekkel, amelyeket nem könnyű kielégíteni, és amelyek megfelelnek f p y n e . F l a bolygók azon hányadának felel meg, ahol az életnek ki kell fejlődnie, míg fi es ezeknek az a része, ahol a kialakuló élet intelligens.
Nem csak okosnak kell lennie, hanem változónak is f cazt mondja, hogy ezeknek az életformáknak képesnek kell lenniük olyan technológiát kifejleszteni, amely rádiójelet bocsát ki az űrbe. Az utolsó változó az L, az az időtartam, amely alatt a jeleket el kell küldeni. Mint látható, a változók sokak, és nehéz az egyes értékeket pontosan megállapítani, ezért beszélünk valószínűségről. Vannak azonban olyan becslések és eredmények, amelyek – legalábbis elméletileg – értéket adhatnak a változónak N és válaszolj a kérdésre.
Értelmezések és megoldások
Az egyenlet első megfogalmazása óta sok tudós megpróbálta kidolgozni az eredményt. Az 1960-as évektől napjainkig fejlődtek az értékek feldolgozására rendelkezésre álló tudományos eszközök, de az egyenlet valójában még mindig a kérdés tudományos megvitatásának módja, nem pedig végleges válaszokat ad.
A legújabb becslések akár 23 földönkívüli civilizációt feltételeznek (exobiológia)
De akkor miért nem volt soha bizonyítékunk a létezésére? Pontosan ez az úgynevezett dilemma Fermi paradoxon, amely az első javaslattevő olasz fizikusról, Enrico Fermiről kapta a nevét. Mivel ebben a tekintetben nincs bizonyosság, a mai exobiológiával foglalkozó tudósok igyekeztek figyelmüket azokra a követelményekre összpontosítani, amelyekkel egy szervezetnek meg kell felelnie a fejlődéshez, anélkül, hogy kizárták volna a legellenségesebb környezeteket.
Exobiológia: az élet létezésének feltételei
Amikor életformákat keresünk az űrben, azt feltételezzük, hogy olyan bolygókon találhatók, amelyek tulajdonságai nagyon hasonlóak a Földéhez: víz, energiaforrások és más alapvető molekulák bősége.
Az exobiológusok szerint ezek a minimumkövetelmények, de emlékeznünk kell arra, hogy nem tudjuk biztosan megállapítani, hogy az élet mindig ugyanazon azonos molekulákon alapul.
Általánosabban szólva nem is vagyunk biztosak abban, hogy így lehet feltételezzük az élet jelenlétét, ha minden olyan összetevő jelen van, amelyet nélkülözhetetlennek tartunk: folyékony oldószer, energiaforrás és az úgynevezett alapkomponensek, azaz a szerves és szervetlen bázikus molekulák , amelyek egymással kombinálva összetettebb struktúrákat eredményeznek. További változó paraméterek a pH, hőmérséklet, nyomás, sótartalom és sugárzás. A Földéhez hasonló jellemzőkkel rendelkező bolygókat gyakrabban nevezik exobolygók.
Az extremofilként ismert szervezeteknek köszönhetően azonban tudjuk, hogy az élet nem csak az exobolygókon virágozhat, de ahol a minimális feltételek fennállnak.
exobolygók és fényév
Amit hívunk Exobolygók Ezek olyan égitestek, amelyek egy naprendszer részét képezik, a miénkben vagy más galaxisokban. Olyan távolságban keringenek a napjuk körül, amely lehetővé teszi a folyékony víz vagy más oldószerek jelenlétét, ami az élet fejlődésének egyik legfontosabb követelménye. Ezeknek a bolygóknak, akárcsak a Földnek, sokféle környezetük lehet, ahol a kémiai és fizikai feltételek potenciálisan jók az élet fenntartásához. Sajnos a legtöbbjük több fényévnyire van naprendszerünktől.
El fényév az a távolság, amelyet a fény egy év alatt megtesz. A Nap fénye 8 és fél perc alatt ér el hozzánk, 150 millió km-t tesz meg, A fény által egy év (fényév) alatt megtett távolság hozzávetőlegesen 63.000 63-szerese a Nap által a Földig megtett távolságnak. Tehát 150 ezerszer XNUMX millió km.
Exobiológia: Proxima B
A legközelebbi az következő b, a Proxima Centauri rendszer része galaxisunkban, a Tejútrendszerben. A Proxima b 4,2 fényévre található, és a nyolcadik leginkább Földhöz hasonló bolygó az ESI-index szerint, amely egy fizikai mérési skála, amellyel más bolygókat hasonlítanak össze a Földdel. Ennek az indexnek az értéke 0 (nincs hasonlóság) és 1 (a Földdel azonos bolygó) között van, és a sugár, a sűrűség, a szökési sebesség és a felszíni hőmérséklet alapján számítják ki. A Proxima b ESI értéke 0,87, és azt jelzi, hogy a bolygó nagyon hasonlít a Földhöz. Ezek az adatok azonban nem adnak információt a lakhatóságáról.
Holdak
Az élet keresése az űrben nem korlátozódik az exobolygókra, hanem ezek műholdait, a holdakat is érinti. Példa erre a naprendszerünkben. Úgy tartják, hogy a Szaturnusz holdja, enceladusés a Jupiter holdja, Európa, potenciálisan kikötői élet.
A távolság a naptól Enceladusnem engedi, hogy elegendő napsugárzást kapjon ahhoz, hogy felmelegítse magát, így felszíni hőmérséklete -128°C és -240°C között mozog: semmiképpen sem olyan hely, ahol normális esetben életet keresnének. A Cassini szondának köszönhetően azonban sikerült megállapítani, hogy víz és szerves molekulák vannak jelen ezen a fagyott holdon. Az elemzések kimutatták, hogy nitrogén, szén-dioxid és metán van jelen a felszínen kibocsátott vízgőzsugárban. Emiatt úgy gondolják, hogy a fagyott felszín alatt bőséges vízréteg található, amelyben különböző molekulák oldódnak fel, amelyek felelősek a szubsztrát hidrotermikus aktivitásáért és a felszínen lévő gejzírekért. Feltételezhető, hogy ezt a jelenséget metanogén organizmusok feltételezett jelenléte befolyásolja.
2018-ban néhány kutató kísérlettel próbálta rekonstruálni az Enceladus körülményeit, kimutatva, hogy a mikroorganizmus Methanothermococcus okinawensis ideális tulajdonságokkal rendelkezik ahhoz, hogy az alatta lévő rétegben éljen és metánt termeljen. A tanulmány következtetése azt mutatja, hogy hasonló szervezetek képesek lehetnek erre, és ezért valójában az Enceladuson találhatók.
Milyen baktériumok élhetnek más bolygókon?
A különleges képességekkel rendelkező mikroorganizmusokat extremofilként azonosítják, mivel gyakran olyan körülmények között élnek, amelyek az összetettebb szervezetek számára megfizethetetlenek. Meg kell jegyezni, hogy ezek az élőlények általában ilyen körülmények között élnek, így feltételezhető, hogy túlélnek, és összetettebb forgatókönyvekben is megtalálhatók.
A biológia világának leghíresebbje minden bizonnyal a Thermus aquaticus75°C hőmérsékleten is képes növekedni; neki köszönhetően sikerült jelentősen javítani a DNS-amplifikáció módszerét. Sok ilyen mikroorganizmus létezik, amelyek mindegyike egy vagy több különböző körülményhez alkalmazkodott, így poliextremofilné vált.
Íme néhány lenyűgöző példa:
- Picrophilus oshimae nagyon savas pH-körülmények között szulfátban él, 0,6/14 értékkel, erősebb, mint a sósav.
- Thermococcus piezophilus a mélységben él 125 Mpa nyomáson, ami körülbelül 1275 kg-nak felel meg egy centiméteres területre vonatkoztatva. Bebizonyosodott, hogy más mikroorganizmusok még 2000 MPa nyomáson is metabolikusan aktívak maradnak;
- Halarsenatibacter silvermanii erősen lúgos tóban él, ahol a NaCl só koncentrációja 35% mg/L;
- Deinococcus radioduran s, a mai napig a sugárzással és a vákuummal szembeni rezisztencia tanulmányozásának modell-mikroorganizmusa, egy poliextremofil, amely képes túlélni a Mars bolygó körülményeit.
Van élet a Marson?
A Mars a negyedik legtávolabbi bolygó a Napunktól, a Föld előtt. Az elmúlt évtizedekben számos küldetést hajtottak végre ennek feltárására és kutatására. A NASA Perseverance a legújabb, még mindig aktív, és várhatóan 2033-ban újra belép.
A Marson a talajadatok és -viszonyok jelenleg nem tűnnek ígéretesnek az exobiológia szempontjából. 2003-ban egy kutatócsoport talált egyezést a talajösszetétel tekintetében a Viking misszió által gyűjtött talajminta és a chilei Atacama-sivatag egy távoli régiójából származó talaj között, és több kísérlet után megállapította, hogy a talaj nem megfelelő. bármilyen típusú biotermesztéshez. Tehát hol lehet még reménykedni, hogy élet nyomait találjuk a Marson?
földalatti élet
Egy 2022-es felfedezés lendületet adott az exobiológusoknak a földönkívüli élet keresésében. Ezek kisméretű kristályok, amelyek Közép-Ausztrália kőzetzárványaiban találhatók, és 830 millió éves múltra tekintenek vissza. Ezeken a kis kristályokon belül szerves vegyületeket és olyan prokarióta és eukarióta sejtek jelenlétét azonosították, amelyek megőrizve éltek ebben a mikrokörnyezetben. Szakértők szerint az ilyen típusú üledékeket, legyen szó szárazföldi vagy földönkívüli eredetű, az ősi mikroorganizmusok és szerves vegyületek potenciális gazdáinak kell tekinteni. Ez potenciális keresési és keresési helyet sugall más bolygókon: az altalajban.
Emellett az altalajban a jelenség a szerpentin. Lúgos pH-körülmények között végbemenő kémiai-fizikai reakció, amely a víz és a kőzetek kölcsönhatásának köszönhetően hidrogént, szerves és szervetlen szénvegyületeket szabadít fel. A szerpentinizáció az exobiológusok szerint elterjedt a Naprendszer égitesteiben, így a Holdokon is, és azt is feltételezik, hogy fontos szerepet játszhatott a Földön, kedvezve bizonyos mikroorganizmusok életének.
Következtetések az exobiológiáról
Az exobiológiai kutatások még folynak, 2024 októberében a NASA repülési ügynökség új küldetést indít: a CLIPPER-t. A cél az lesz, hogy életnyomokat keressenek a Jupiter egyik jeges holdja által kibocsátott gőzsugárból: Európa.
Jelenleg még soha nem azonosítottak földönkívüli organizmusokat, de nem zárható ki lehetséges létezésük a kozmoszban. Figyelembe kell azonban vennünk, hogy az élet a földitől teljesen eltérő körülmények között is kialakulhat, és ezért számunkra ismeretlen módon alkalmazkodik és fejlődik. A földönkívüli életformák felfedezése nagy figyelmet fordítana a tudományos közösségben az exobiológia ágára, ami eddig teljesen feltáratlan utakat nyitna meg.