Istilah "alien" dan "extraterrestrial" sering dikaitkan dengan watak dalam karya fiksyen sains. Walau bagaimanapun, walaupun ia adalah spekulatif, terdapat cabang biologi yang menyiasat dan menganggap kewujudan hidupan luar angkasa: eksobiologi.
Tetapi bagaimana mungkin untuk mengkaji organisma yang kewujudannya tidak terbukti? Apakah dan di mana ahli eksobiologi perlu melihat untuk memahami jika terdapat kehidupan di alam semesta?
Luntuk membuat persamaan
Pada tahun 1960 Frank Drake, seorang ahli astronomi Amerika, menjalankan penyiasatan pertama di Balai Cerap Astronomi Radio Kebangsaan, untuk cuba mengesan isyarat radio daripada tamadun luar angkasa. Setahun kemudian, Drake merumuskan persamaan yang masih digunakan hari ini dalam bidang eksobiologi, yang direka untuk menganggarkan bilangan tamadun luar angkasa di galaksi kita, yang ditunjukkan oleh surat itu. N.
Persamaan Drake mengambil kira beberapa parameter dan dirumuskan seperti berikut:
Nilai-nilai Persamaan
Nilai pertama ialah R *, iaitu kadar pembentukan bintang di Bima Sakti. Selepas itu, hanya bintang yang dikaitkan dengan sistem planet perlu diambil kira; ini mesti mempunyai syarat yang diperlukan untuk menjadi tuan rumah kehidupan, keperluan yang tidak mudah dipenuhi dan masing-masing diwakili oleh f p y n e . F l sepadan dengan pecahan planet di mana kehidupan sepatutnya berkembang, manakala fi es pecahan ini di mana kehidupan yang berkembang adalah pintar.
Bukan sahaja ia perlu pintar, tetapi pembolehubah f cmengatakan bahawa bentuk kehidupan ini mesti dapat membangunkan teknologi yang memancarkan isyarat radio ke angkasa. Pembolehubah terakhir ialah L, tempoh masa di mana isyarat sepatutnya dihantar. Seperti yang dapat dilihat, pembolehubah adalah banyak dan sukar untuk menetapkan dengan tepat setiap nilai individu, jadi kita bercakap tentang kebarangkalian. Walau bagaimanapun, terdapat anggaran dan keputusan yang boleh, sekurang-kurangnya secara teori, memberi nilai kepada pembolehubah N dan jawab soalan.
Tafsiran dan penyelesaian
Sejak rumusan pertama Persamaan, ramai saintis telah cuba menghuraikan hasilnya. Dari tahun 1960-an hingga hari ini, alat saintifik yang tersedia untuk memproses nilai telah berkembang, tetapi persamaan itu, sebenarnya, masih merupakan cara untuk membincangkan isu itu dalam istilah saintifik, dan bukannya memberikan jawapan yang pasti.
Anggaran terkini mengandaikan sehingga 23 tamadun luar angkasa (eksobiologi)
Tetapi mengapa kita tidak pernah mempunyai bukti kewujudannya? Inilah tepatnya dilema yang dikenali sebagai Paradoks Fermi, yang mengambil namanya daripada ahli fizik Itali yang mula-mula mencadangkannya, Enrico Fermi. Memandangkan tiada kepastian dalam hal ini, saintis yang berurusan dengan eksobiologi hari ini telah cuba menumpukan perhatian mereka kepada keperluan yang perlu ada pada organisma untuk berkembang, tanpa mengecualikan persekitaran yang paling bermusuhan.
Eksobiologi: keadaan untuk hidup wujud
Apabila mencari bentuk kehidupan di angkasa, diandaikan bahawa ia ditemui di planet-planet dengan ciri-ciri yang hampir sama dengan Bumi: banyaknya air, sumber tenaga dan molekul asas lain.
Menurut pakar eksobiologi, ini adalah keperluan minimum, tetapi kita harus ingat bahawa kita tidak dapat memastikan dengan pasti bahawa kehidupan sentiasa berdasarkan molekul yang sama.
Secara umumnya, kami tidak pasti sama ada ia boleh berlaku membuat hipotesis kehadiran kehidupan jika semua bahan yang kita anggap sangat diperlukan ada: pelarut cecair, sumber tenaga dan komponen asas yang dipanggil, iaitu molekul asas, organik dan bukan organik , yang digabungkan antara satu sama lain menimbulkan struktur yang lebih kompleks. Parameter pembolehubah lain ialah pH, suhu, tekanan, kemasinan dan sinaran. Planet yang mempunyai ciri yang serupa dengan Bumi lebih biasa dipanggil eksoplanet.
Walau bagaimanapun, terima kasih kepada organisma yang dikenali sebagai extremophiles, kita tahu bahawa kehidupan boleh berkembang maju bukan sahaja pada exoplanet, tetapi di mana sahaja keadaan minimum wujud.
exoplanet dan tahun cahaya
Apa yang kita panggil Eksoplanet Mereka adalah badan angkasa yang merupakan sebahagian daripada sistem suria, di dalam kita atau di galaksi lain. Mereka berputar mengelilingi matahari mereka pada jarak yang membolehkan kehadiran air cecair atau pelarut lain, salah satu keperluan terpenting untuk perkembangan kehidupan. Planet-planet ini, seperti Bumi, boleh mempunyai pelbagai persekitaran di mana keadaan kimia dan fizikal berpotensi baik untuk menyokong kehidupan. Malangnya, kebanyakannya berada beberapa tahun cahaya dari sistem suria kita.
El tahun cahaya ialah jarak yang ditempuh cahaya dalam satu tahun. Cahaya dari Matahari sampai kepada kita dalam masa 8 setengah minit, menempuh jarak 150 juta km.Jarak yang dilalui cahaya dalam satu tahun (tahun cahaya) adalah lebih kurang 63.000 kali jarak yang dilalui Matahari ke Bumi. Jadi 63 ribu kali 150 juta km.
Eksobiologi: Proxima B
Yang paling dekat ialah seterusnya b, adalah sebahagian daripada sistem Proxima Centauri di galaksi kita, Bima Sakti. Proxima b berjarak 4,2 tahun cahaya dan merupakan planet kelapan paling mirip Bumi mengikut indeks ESI, skala ukuran fizikal yang digunakan untuk membandingkan planet lain dengan Bumi. Nilai indeks ini adalah antara 0 (tiada persamaan) dan 1 (planet sama dengan Bumi) dan dikira berdasarkan jejari, ketumpatan, halaju lepas dan suhu permukaan. Proxima b mempunyai nilai ESI 0,87 dan menunjukkan bahawa planet ini sangat mirip dengan Bumi. Walau bagaimanapun, data ini tidak memberikan maklumat tentang kebolehdiamannya.
Bulan
Pencarian kehidupan di angkasa lepas tidak terhad kepada exoplanet, tetapi juga menjejaskan satelit mereka, bulan. Satu contoh boleh didapati di dalam sistem suria kita. Adalah dipercayai bahawa bulan Zuhal, enceladus, dan bulan Musytari, Europa, berpotensi menampung kehidupan.
Jarak dari matahari Enceladusia tidak membenarkan ia menerima sinaran suria yang mencukupi untuk memanaskan dirinya sendiri, jadi suhu permukaannya berkisar antara -128°C dan -240°C: pastinya bukan tempat di mana kehidupan biasanya dicari. Walau bagaimanapun, terima kasih kepada siasatan Cassini adalah mungkin untuk menentukan bahawa air dan molekul organik hadir pada bulan beku ini. Analisis telah menunjukkan bahawa nitrogen, karbon dioksida dan metana terdapat dalam pancutan wap air yang dipancarkan di permukaan. Atas sebab ini, dipercayai bahawa di bawah permukaan beku terdapat lapisan air yang banyak, di mana pelbagai molekul dibubarkan, bertanggungjawab untuk aktiviti hidroterma substrat dan juga untuk geiser di permukaan. Ia boleh dianggap bahawa fenomena ini dipengaruhi oleh kehadiran hipotesis organisma metanogenik.
Pada tahun 2018, beberapa penyelidik cuba membina semula keadaan Enceladus dengan eksperimen, menunjukkan bahawa mikroorganisma Methanothermococcus okinawensis ia akan mempunyai ciri-ciri yang ideal untuk hidup dan menghasilkan metana dalam lapisan asas. Kesimpulan kajian ini memberitahu kita bahawa organisma yang serupa mungkin mampu melakukan ini, dan oleh itu sebenarnya berada di Enceladus.
Bakteria apakah yang boleh hidup di planet lain?
Mikroorganisma dengan kebolehan tertentu dikenal pasti sebagai ekstremofil kerana mereka sering hidup dalam keadaan yang menghalang organisma yang lebih kompleks. Perlu diingatkan bahawa organisma ini biasanya hidup dalam keadaan ini, jadi boleh dianggap bahawa mereka bertahan dan juga ditemui dalam senario yang lebih kompleks.
Yang paling terkenal dalam dunia biologi pastinya Thermus aquaticus, mampu tumbuh pada suhu 75°C; terima kasih kepadanya adalah mungkin untuk meningkatkan kaedah penguatan DNA dengan ketara. Terdapat banyak mikroorganisma sedemikian, setiap satunya telah menyesuaikan diri dengan satu atau lebih keadaan yang berbeza, dengan itu menjadi poliekstremofilik.
Berikut adalah beberapa contoh yang menarik:
- Picrophilus oshimae ia hidup dalam sulfat dalam keadaan pH yang sangat berasid dengan nilai 0,6 daripada 14, lebih kuat daripada asid hidroklorik.
- Thermococcus piezophilus tinggal di dalam jurang pada tekanan 125 Mpa, yang sepadan dengan kira-kira 1275 kg digunakan pada kawasan seluas satu sentimeter. Telah disahkan bahawa mikroorganisma lain berjaya kekal aktif secara metabolik walaupun di bawah tekanan 2000 Mpa;
- Halarsenatibacter silvermanii tinggal di tasik yang sangat beralkali di mana kepekatan garam NaCl ialah 35% mg/L;
- Deinococcus radioduran s, sehingga kini dianggap mikroorganisma model untuk kajian tentangan terhadap sinaran dan vakum, polyextremophile yang mampu bertahan dalam keadaan planet Marikh.
Ada kehidupan di Marikh?
Marikh adalah planet keempat paling jauh dari matahari kita, sebelum ia adalah Bumi. Banyak misi telah dijalankan dalam beberapa dekad kebelakangan ini untuk meneroka dan menjalankan penyelidikan. Ketekunan NASA adalah yang terbaru, masih aktif dan dijangka masuk semula pada 2033.
Data dan keadaan tanah di Marikh pada masa ini nampaknya tidak menjanjikan untuk eksobiologi. Pada tahun 2003, pasukan penyelidik mengenal pasti padanan dari segi komposisi tanah antara sampel tanah yang dikumpul oleh misi Viking dan tanah dari kawasan terpencil di Gurun Atacama di Chile, dan selepas beberapa percubaan menentukan bahawa tanah itu tidak. Ia tidak sesuai. untuk sebarang jenis penanaman organik. Jadi di manakah masih mungkin untuk berharap untuk mencari jejak kehidupan di Marikh?
kehidupan bawah tanah
Penemuan 2022 telah memberi tenaga kepada ahli eksobiologi dalam pencarian mereka untuk hidupan luar angkasa. Ini adalah kristal kecil yang terdapat dalam kemasukan batu di Australia tengah, sejak 830 juta tahun lalu. Di dalam kristal kecil ini, sebatian organik dan kehadiran sel prokariotik dan eukariotik yang telah hidup dipelihara dalam persekitaran mikro ini telah dikenal pasti. Menurut pakar, jenis sedimen ini, sama ada dari Terrestrial atau Extraterrestrial, harus dianggap sebagai perumah berpotensi untuk mikroorganisma purba dan sebatian organik. Ini mencadangkan tapak carian dan pencarian yang berpotensi di planet lain: tanah bawah.
Di samping itu, dalam tanah bawah fenomena serpentin. Tindak balas kimia-fizikal yang berlaku di bawah keadaan pH beralkali dan, terima kasih kepada interaksi antara air dan batu, membebaskan sebatian karbon hidrogen, organik dan bukan organik. Serpentinisasi, menurut ahli eksobiologi, tersebar luas di badan angkasa sistem suria, termasuk Bulan, dan ia juga dianggap bahawa ia mungkin memainkan peranan penting di Bumi, memihak kepada kehidupan mikroorganisma tertentu.
Kesimpulan tentang eksobiologi
Penyelidikan dalam eksobiologi masih diteruskan, pada Oktober 2024 agensi aeroangkasa NASA akan melancarkan misi baharu: CLIPPER. Matlamatnya adalah untuk mencari jejak kehidupan daripada jet wap yang dipancarkan oleh salah satu bulan berais Musytari: Europa.
Pada masa ini, organisma luar angkasa tidak pernah dikenal pasti, tetapi kemungkinan kewujudan mereka di kosmos tidak boleh diketepikan. Walau bagaimanapun, kita mesti mengambil kira bahawa kehidupan boleh berkembang dalam keadaan yang sama sekali berbeza daripada yang ada di Bumi, dan oleh itu ia menyesuaikan dan berkembang dengan cara yang tidak kita ketahui. Penemuan bentuk hidupan luar angkasa akan membawa perhatian besar daripada komuniti saintifik kepada cabang eksobiologi, membuka laluan sehingga kini belum diterokai sepenuhnya.