Sąvokos „svetimas“ ir „nežemiškas“ dažnai siejamos su mokslinės fantastikos kūrinių personažais. Tačiau, nors tai spekuliatyvu, yra biologijos šaka, kuri tiria ir svarsto nežemiškos gyvybės egzistavimą: egzobiologija.
Tačiau kaip galima tirti organizmus, kurių egzistavimas neįrodytas? Ką ir kur turėtų ieškoti egzobiologai, kad suprastų, ar visatoje yra gyvybės?
LDreiko lygčiai
1960 m. JAV astronomas Frankas Drake'as atliko pirmąjį tyrimą Nacionalinėje radijo astronomijos observatorijoje, siekdamas aptikti radijo signalus iš nežemiškų civilizacijų. Po metų Drake'as suformulavo ir šiandien egzobiologijos srityje taikomą lygtį, skirtą įvertinti nežemiškų civilizacijų skaičių mūsų galaktikoje, nurodytą laiške. N.
Drake'o lygtis atsižvelgia į kelis parametrus ir formuluojama taip:
Lygties reikšmės
Pirmoji vertė yra R *, tai yra žvaigždžių formavimosi Paukščių Take greitis. Po to reikėtų atsižvelgti tik į žvaigždes, susietas su planetų sistemomis; jie turi turėti būtinas sąlygas gyventi, reikalavimus, kuriuos nėra lengva patenkinti ir kurie yra atitinkamai atstovaujami f p y n e . F l atitinka planetų, kuriose turėtų vystytis gyvybė, dalį fi es dalis jų, kur gyvybė, kuri vystosi, yra protinga.
Jis turi būti ne tik protingas, bet ir kintamasis f cteigia, kad šios gyvybės formos turi sugebėti sukurti technologiją, kuri skleidžia radijo signalą į kosmosą. Paskutinis kintamasis yra L, laikotarpis, per kurį turėtų būti siunčiami signalai. Kaip matyti, kintamųjų yra daug ir sunku tiksliai nustatyti kiekvieną atskirą reikšmę, todėl kalbame apie tikimybę. Tačiau yra įverčių ir rezultatų, kurie, bent jau teoriškai, gali suteikti kintamajam reikšmę N ir atsakyk į klausimą.
Interpretacijos ir sprendimai
Nuo pirmosios lygties suformulavimo daugelis mokslininkų bandė detalizuoti jos rezultatą. Nuo septintojo dešimtmečio iki šių dienų keitėsi mokslinės vertėms apdoroti skirtos priemonės, tačiau iš tikrųjų lygtis vis dar yra būdas aptarti problemą moksliniais terminais, o ne pateikti galutinius atsakymus.
Naujausiais skaičiavimais daroma prielaida, kad yra iki 23 nežemiškų civilizacijų (egzobiologija)
Bet kodėl mes niekada neturėjome jo egzistavimo įrodymų? Būtent tai yra dilema, žinoma kaip Fermi paradoksas, kuris gavo savo pavadinimą iš italų fiziko, kuris pirmasis jį pasiūlė, Enrico Fermi. Kadangi šiuo klausimu nėra tikrumo, šiandien su egzobiologija užsiimantys mokslininkai stengėsi sutelkti dėmesį į reikalavimus, kuriuos turi turėti organizmas, kad galėtų vystytis, neišskiriant pačios priešiškiausios aplinkos.
Egzobiologija: sąlygos gyvybei egzistuoti
Ieškant gyvybės formų erdvėje, daroma prielaida, kad jos randamos planetose, kurių charakteristikos labai panašios į Žemės: vandens, energijos šaltinių ir kitų pagrindinių molekulių gausa.
Egzobiologų teigimu, tai yra minimalūs reikalavimai, tačiau turime atsiminti, kad negalime užtikrintai nustatyti, jog gyvybė visada grindžiama tomis pačiomis identiškomis molekulėmis.
Apskritai, net nesame tikri, kad taip gali būti iškelti hipotezę apie gyvybės buvimą, jei yra visos sudedamosios dalys, kurias mes linkę laikyti būtinomis: skystas tirpiklis, energijos šaltinis ir vadinamieji pagrindiniai komponentai, tai yra pagrindinės molekulės, organinės ir neorganinės , kurios kartu sudaro sudėtingesnes struktūras. Kiti kintami parametrai yra pH, temperatūra, slėgis, druskingumas ir radiacija. Plačiau vadinamos planetos, kurių charakteristikos panašios į Žemės egzoplanetos.
Tačiau dėl organizmų, žinomų kaip ekstremofilai, žinome, kad gyvybė gali klestėti ne tik egzoplanetose, bet kur yra minimalios sąlygos.
egzoplanetos ir šviesmečiai
Ką mes vadiname Egzoplanetos Tai dangaus kūnai, esantys mūsų ar kitose galaktikose esančiose Saulės sistemos dalyse. Jie sukasi aplink savo saulę tokiu atstumu, kad būtų skystas vanduo ar kiti tirpikliai – vienas iš svarbiausių gyvybės vystymosi reikalavimų. Šios planetos, kaip ir Žemė, gali turėti daugybę aplinkų, kuriose cheminės ir fizinės sąlygos gali būti geros gyvybei palaikyti. Deja, dauguma jų yra kelių šviesmečių atstumu nuo mūsų saulės sistemos.
El Šviesmetis yra atstumas, kurį šviesa nukeliauja per vienerius metus. Šviesa iš Saulės mus pasiekia per 8 su puse minutės, nukeliaudama 150 milijonų km atstumą.Šviesos nuvažiuojamas atstumas per vienerius metus (šviesmečius) yra maždaug 63.000 63 kartų didesnis už atstumą, kurį Saulė nukeliauja iki Žemės. Taigi 150 tūkstančiai kartų XNUMX milijonų km.
Egzobiologija: Proxima B
Arčiausiai yra „Proxima“ b, yra Proxima Centauri sistemos dalis mūsų galaktikoje, Paukščių Take. Proksima b yra nutolusi 4,2 šviesmečio ir pagal ESI indeksą, fizinių matavimų skalę, naudojamą kitų planetų palyginimui su Žeme, yra aštunta labiausiai į Žemę panaši planeta. Šio indekso reikšmė yra nuo 0 (nėra panašumo) iki 1 (planeta identiška Žemei) ir apskaičiuojama pagal spindulį, tankį, pabėgimo greitį ir paviršiaus temperatūrą. Proxima b ESI reikšmė yra 0,87 ir tai rodo, kad planeta yra labai panaši į Žemę. Tačiau šie duomenys nesuteikia informacijos apie jo tinkamumą gyventi.
Mėnuliai
Gyvybės kosmose paieškos neapsiriboja tik egzoplanetomis, bet turi įtakos ir jų palydovams – mėnuliams. Pavyzdį galima rasti mūsų saulės sistemoje. Manoma, kad Saturno mėnulis, enceladasir Jupiterio mėnulis, Europa, galimas uosto gyvenimas.
Atstumas nuo saulės Enceladusjis neleidžia jam gauti pakankamai saulės spinduliuotės, kad galėtų pasišildyti, todėl jo paviršiaus temperatūra svyruoja nuo -128°C iki -240°C: tikrai ne vieta, kur įprastai būtų ieškoma gyvybės. Tačiau Cassini zondo dėka buvo galima nustatyti, kad šiame užšalusiame mėnulyje yra vandens ir organinių molekulių. Analizės parodė, kad į paviršių išmetamose vandens garų srovėse yra azoto, anglies dioksido ir metano. Dėl šios priežasties manoma, kad po užšalusiu paviršiumi slypi gausus vandens sluoksnis, kuriame ištirpusios įvairios molekulės, atsakingos už substrato hidroterminį aktyvumą ir taip pat už paviršiuje esančius geizerius. Galima manyti, kad šiam reiškiniui įtakos turi hipotetinis metanogeninių organizmų buvimas.
2018 metais kai kurie tyrėjai eksperimentu bandė rekonstruoti Encelado sąlygas, parodydami, kad mikroorganizmas Metanothermococcus okinawensis jis turėtų idealias savybes gyventi ir gaminti metaną apatiniame sluoksnyje. Šio tyrimo išvados rodo, kad panašūs organizmai gali tai padaryti, todėl iš tikrųjų yra Encelade.
Kokios bakterijos galėtų gyventi kitose planetose?
Mikroorganizmai, turintys tam tikrų gebėjimų, yra laikomi ekstremofilais, nes jie dažnai gyvena tokiomis sąlygomis, kurios yra nepalankios sudėtingesniems organizmams. Reikėtų pažymėti, kad šie organizmai paprastai gyvena tokiomis sąlygomis, todėl galima manyti, kad jie išgyvena ir taip pat aptinkami sudėtingesniuose scenarijuose.
Garsiausias biologijos pasaulyje tikrai yra Thermus aquaticus, gali augti 75°C temperatūroje; jo dėka buvo galima žymiai patobulinti DNR amplifikacijos metodą. Yra daug tokių mikroorganizmų, kurių kiekvienas prisitaikė prie vienos ar kelių skirtingų sąlygų, todėl tapo poliekstremofiliniais.
Štai keletas patrauklių pavyzdžių:
- Picrophilus oshimae jis gyvena sulfate labai rūgštinėmis pH sąlygomis, kurių vertė yra 0,6 iš 14, stipresnė už druskos rūgštį.
- Thermococcus piezophilus gyvena bedugnėje esant 125 Mpa slėgiui, o tai atitinka maždaug 1275 kg vieno centimetro plote. Įrodyta, kad kiti mikroorganizmai sugeba išlikti metaboliškai aktyvūs net esant 2000 MPa slėgiui;
- Halarsenatibacter silvermanii gyvena labai šarminiame ežere, kur NaCl druskų koncentracija yra 35% mg/L;
- Deinococcus radioduran s, iki šiol laikomas pavyzdiniu mikroorganizmu atsparumui radiacijai ir vakuumui tirti, poliekstremofilu, galinčiu išgyventi Marso planetos sąlygomis.
Ar Marse yra gyvybė?
Marsas yra ketvirta toliausiai nuo mūsų saulės nutolusi planeta prieš Žemę. Pastaraisiais dešimtmečiais buvo atlikta daug misijų, skirtų ją ištirti ir atlikti tyrimus. NASA Perseverance yra naujausias, vis dar aktyvus ir tikimasi, kad jis vėl pasirodys 2033 m.
Šiuo metu Marse esantys dirvožemio duomenys ir sąlygos neatrodo perspektyvūs egzobiologijai. 2003 m. mokslininkų grupė nustatė dirvožemio sudėties atitikmenį tarp Vikingų misijos surinkto dirvožemio mėginio ir dirvožemio iš atokaus Atakamos dykumos regiono Čilėje, ir po kelių bandymų nustatė, kad dirvožemis netinkamas. bet kokiam ekologiniam auginimui. Tad kur dar galima tikėtis Marse aptikti gyvybės pėdsakų?
požeminis gyvenimas
2022 m. atradimas paskatino egzobiologus ieškoti nežemiškos gyvybės. Tai maži kristalai, esantys uolienų inkliuzuose centrinėje Australijoje, datuojami 830 milijonų metų. Šiuose mažuose kristaluose buvo nustatyti organiniai junginiai ir prokariotinių bei eukariotinių ląstelių, kurios gyveno išsaugotos šioje mikroaplinkoje, buvimas. Pasak ekspertų, tokio tipo nuosėdos, nesvarbu, ar jos būtų sausumos, ar nežemiškos, turėtų būti laikomos potencialiais senovinių mikroorganizmų ir organinių junginių šeimininkais. Tai rodo galimą paieškos ir radimo vietą kitose planetose: podirvyje.
Be to, podirvyje reiškinys serpantinas. Cheminė-fizinė reakcija, vykstanti šarminėmis pH sąlygomis ir kuri dėl vandens ir uolienų sąveikos išskiria vandenilį, organinės ir neorganinės anglies junginius. Serpentinizacija, pasak egzobiologų, yra plačiai paplitusi Saulės sistemos dangaus kūnuose, įskaitant Mėnulius, taip pat manoma, kad ji galėjo atlikti svarbų vaidmenį Žemėje, palankią konkrečių mikroorganizmų gyvybei.
Išvados apie egzobiologiją
Egzobiologijos tyrimai vis dar vyksta, 2024 m. spalį NASA kosmoso agentūra pradės naują misiją: CLIPPER. Tikslas bus ieškoti gyvybės pėdsakų iš vieno iš Jupiterio ledinių palydovų skleidžiamų garų čiurkšlių: Europa.
Šiuo metu nežemiški organizmai niekada nebuvo nustatyti, tačiau negalima atmesti jų galimo egzistavimo kosmose. Tačiau turime atsižvelgti į tai, kad gyvybė gali vystytis visiškai kitokiomis sąlygomis nei Žemėje, todėl ji prisitaiko ir vystosi mums nežinomais būdais. Nežemiškos gyvybės formų atradimas pritrauktų didelį mokslo bendruomenės dėmesį į egzobiologijos šaką, atverdamas iki šiol visiškai neištirtus kelius.