Pojmy „mimozemšťan“ a „mimozemšťan“ sa často spájajú s postavami sci-fi diel. Hoci je to špekulatívne, existuje odvetvie biológie, ktoré skúma a zvažuje existenciu mimozemského života: exobiológia.
Ako je však možné študovať organizmy, ktorých existencia nie je dokázaná? Čo a kde by mali exobiológovia hľadať, aby pochopili, či je vo vesmíre život?
Lna Drakeovu rovnicu
V roku 1960 Frank Drake, americký astronóm, vykonal prvé vyšetrovanie v National Radio Astronomy Observatory, aby sa pokúsil odhaliť rádiové signály z mimozemských civilizácií. O rok neskôr Drake sformuloval rovnicu, ktorá sa dodnes používa v oblasti exobiológie a je určená na odhad počtu mimozemských civilizácií v našej galaxii, označených písmenom N.
Drakeova rovnica berie do úvahy niekoľko parametrov a je formulovaná takto:
Hodnoty rovnice
Prvá hodnota je R *, čo je rýchlosť tvorby hviezd v Mliečnej dráhe. Potom by sa mali brať do úvahy iba hviezdy spojené s planetárnymi systémami; tieto musia mať nevyhnutné podmienky na to, aby mohli organizovať život, požiadavky, ktoré nie je ľahké uspokojiť a ktoré sú reprezentované f p y n e . F l zodpovedá zlomku planét, na ktorých sa má vyvíjať život, pričom fi es zlomok z nich, kde život, ktorý sa vyvíja, je inteligentný.
Nielenže musí byť inteligentný, ale aj variabilný f chovorí, že tieto formy života musia byť schopné vyvinúť technológiu, ktorá vysiela rádiový signál do vesmíru. Posledná premenná je L, časový úsek, v ktorom sa majú signály odoslať. Ako vidno, premenných je veľa a je ťažké presne určiť každú jednotlivú hodnotu, preto hovoríme o pravdepodobnosti. Existujú však odhady a výsledky, ktoré môžu, aspoň teoreticky, dať premennej hodnotu N a odpovedať na otázku.
Výklady a riešenia
Od prvej formulácie rovnice sa mnohí vedci pokúšali spracovať jej výsledok. Od 1960. rokov XNUMX. storočia až dodnes sa vedecké nástroje dostupné na spracovanie hodnôt vyvíjali, ale rovnica je v skutočnosti stále spôsobom, ako diskutovať o probléme z vedeckého hľadiska, a nie poskytnúť definitívne odpovede.
Najnovšie odhady predpokladajú až 23 mimozemských civilizácií (exobiológia)
Prečo sme však nikdy nemali dôkaz o jeho existencii? Toto je presne dilema známa ako Paradox Fermi, ktorý dostal svoje meno od talianskeho fyzika, ktorý ho ako prvý navrhol, Enrica Fermiho. Keďže v tomto smere neexistuje žiadna istota, vedci zaoberajúci sa exobiológiou sa dnes pokúsili zamerať svoju pozornosť na požiadavky, ktoré musí mať organizmus, aby sa vyvíjal, nevynímajúc najnepriateľskejšie prostredie.
Exobiológia: podmienky existencie života
Pri hľadaní foriem života vo vesmíre sa predpokladá, že sa nachádzajú na planétach s vlastnosťami veľmi podobnými tým na Zemi: dostatok vody, zdrojov energie a iných základných molekúl.
Podľa exobiológov sú to minimálne požiadavky, no musíme si uvedomiť, že nemôžeme s istotou potvrdiť, že život je vždy založený na rovnakých identických molekulách.
Vo všeobecnosti si ani nie sme istí, či to tak môže byť predpokladať prítomnosť života, ak sú prítomné všetky zložky, ktoré máme tendenciu považovať za nevyhnutné: kvapalné rozpúšťadlo, zdroj energie a tzv. základných zložiek, teda základných molekúl, organických a anorganických , ktoré sa navzájom spájajú, vytvárajú zložitejšie štruktúry. Ďalšími premenlivými parametrami sú pH, teplota, tlak, slanosť a žiarenie. Planéty s vlastnosťami podobnými Zemi sa častejšie nazývajú exoplanéty.
Vďaka organizmom známym ako extrémofily však vieme, že život môže prosperovať nielen na exoplanétach, ale všade tam, kde existujú minimálne podmienky.
exoplanéty a svetelný rok
Čo voláme Exoplanéty Sú to nebeské telesá, ktoré sú súčasťou slnečnej sústavy, v našej alebo v iných galaxiách. Obiehajú okolo svojho slnka vo vzdialenosti, ktorá umožňuje prítomnosť tekutej vody alebo iných rozpúšťadiel, čo je jedna z najdôležitejších požiadaviek na rozvoj života. Tieto planéty, podobne ako Zem, môžu mať množstvo prostredí, v ktorých sú chemické a fyzikálne podmienky potenciálne dobré na podporu života. Bohužiaľ, väčšina z nich je od našej slnečnej sústavy vzdialená niekoľko svetelných rokov.
El svetelný rok je vzdialenosť, ktorú svetlo prejde za jeden rok. Svetlo zo Slnka k nám dorazí za 8 a pol minúty, pričom prejde vzdialenosť 150 miliónov km Vzdialenosť, ktorú prejde svetlo za jeden rok (svetelný rok) je približne 63.000 63-násobok vzdialenosti, ktorú prejde Slnko na Zem. Čiže 150 tisíc krát XNUMX miliónov km.
Exobiológia: Proxima B
Najbližšie je ďalšie b, je súčasťou systému Proxima Centauri v našej galaxii, Mliečnej dráhe. Proxima b je vzdialená 4,2 svetelných rokov a je ôsmou planétou, ktorá sa najviac podobá Zemi podľa indexu ESI, čo je fyzikálna meracia stupnica používaná na porovnanie iných planét so Zemou. Hodnota tohto indexu je medzi 0 (žiadna podobnosť) a 1 (planéta identická so Zemou) a vypočítava sa na základe polomeru, hustoty, únikovej rýchlosti a povrchovej teploty. Proxima b má hodnotu ESI 0,87 a naznačuje, že planéta je veľmi podobná Zemi. Tieto údaje však neposkytujú informácie o jeho obývateľnosti.
Mesiace
Hľadanie života vo vesmíre sa neobmedzuje len na exoplanéty, ale ovplyvňuje aj ich satelity, mesiace. Príklad možno nájsť práve vo vnútri našej slnečnej sústavy. Verí sa, že mesiac Saturna, enceladusa mesiac Jupitera, Európa, potenciálne prístav života.
Vzdialenosť od slnka Enceladusnedovoľuje mu prijímať dostatok slnečného žiarenia na to, aby sa zohrial, takže jeho povrchové teploty sa pohybujú medzi -128 °C a -240 °C: rozhodne to nie je miesto, kde by sa bežne hľadal život. Vďaka sonde Cassini sa však podarilo zistiť, že na tomto zamrznutom mesiaci sa nachádza voda a organické molekuly. Analýzy ukázali, že dusík, oxid uhličitý a metán sú prítomné v prúdoch vodnej pary emitovaných na povrchu. Z tohto dôvodu sa predpokladá, že pod zamrznutým povrchom sa nachádza výdatná vrstva vody, v ktorej sú rozpustené rôzne molekuly zodpovedné za hydrotermálnu aktivitu substrátu a tiež za gejzíry na povrchu. Dalo by sa uvažovať, že tento jav je ovplyvnený hypotetickou prítomnosťou metanogénnych organizmov.
V roku 2018 sa niektorí výskumníci pokúsili rekonštruovať podmienky Enceladu pomocou experimentu, ktorý ukázal, že mikroorganizmus Methanothermococcus okinawensis mala by ideálne vlastnosti na život a produkciu metánu v spodnej vrstve. Záver tejto štúdie nám hovorí, že podobné organizmy môžu byť toho schopné, a preto sú v skutočnosti na Enceladuse.
Aké baktérie môžu žiť na iných planétach?
Mikroorganizmy s osobitnými schopnosťami sa označujú ako extrémofily, pretože často žijú v podmienkach, ktoré sú pre zložitejšie organizmy zakázané. Treba poznamenať, že tieto organizmy bežne žijú v týchto podmienkach, takže si možno myslieť, že prežijú a nachádzajú sa aj v zložitejších scenároch.
Najznámejšia vo svete biológie je určite Thermus aquaticus, schopné rásť pri teplotách 75°C; vďaka nemu sa podarilo výrazne zlepšiť metódu amplifikácie DNA. Existuje mnoho takýchto mikroorganizmov, z ktorých každý sa prispôsobil jednému alebo viacerým rôznym podmienkam, čím sa stal polyextremofilným.
Tu je niekoľko fascinujúcich príkladov:
- Picrophilus oshimae žije v sírane vo veľmi kyslom pH s hodnotou 0,6 zo 14, silnejšou ako kyselina chlorovodíková.
- Thermococcus piezophilus žije v priepasti pri tlaku 125 Mpa, čo zodpovedá približne 1275 kg aplikovaným na plochu jedného centimetra. Bolo overené, že iné mikroorganizmy dokážu zostať metabolicky aktívne aj pri tlaku 2000 MPa;
- Halarsenatibacter silvermanii žije vo vysoko alkalickom jazere, kde sú koncentrácie soli NaCl 35 % mg/l;
- Deinococcus radioduran s, doteraz považovaný za modelový mikroorganizmus na štúdium odolnosti voči žiareniu a vákuu, polyextremofil schopný prežiť podmienky planéty Mars.
Existuje život na Marse?
Mars je pred Zemou štvrtou najvzdialenejšou planétou od nášho Slnka. V posledných desaťročiach sa uskutočnilo mnoho misií s cieľom preskúmať ho a uskutočniť výskum. NASA Perseverance je najnovšia, stále aktívna a očakáva sa, že znovu vstúpi v roku 2033.
Údaje o pôde a podmienky na Marse sa v súčasnosti nezdajú byť sľubné pre exobiológiu. V roku 2003 výskumný tím identifikoval zhodu z hľadiska zloženia pôdy medzi vzorkou pôdy zozbieranou misiou Viking a pôdou zo vzdialenej oblasti púšte Atacama v Čile a po niekoľkých pokusoch zistil, že pôda nie je vhodná. pre akýkoľvek typ ekologického pestovania. Kde je teda ešte možné dúfať v nájdenie stôp života na Marse?
podzemný život
Objav z roku 2022 povzbudil exobiológov pri hľadaní mimozemského života. Sú to malé kryštály prítomné v skalných inklúziách v strednej Austrálii, ktoré sa datujú pred 830 miliónmi rokov. V týchto malých kryštáloch boli identifikované organické zlúčeniny a prítomnosť prokaryotických a eukaryotických buniek, ktoré žili zachované v tomto mikroprostredí. Podľa odborníkov by sa tieto typy sedimentov, či už suchozemského alebo mimozemského pôvodu, mali považovať za potenciálnych hostiteľov starých mikroorganizmov a organických zlúčenín. To naznačuje potenciálne hľadanie a nájdenie miesta na iných planétach: podložie.
Okrem toho v podloží fenomén o hadovitý. Chemicko-fyzikálna reakcia, ktorá prebieha v podmienkach alkalického pH a ktorá vďaka interakcii medzi vodou a horninami uvoľňuje vodík, organické a anorganické zlúčeniny uhlíka. Serpentinizácia je podľa exobiológov rozšírená v nebeských telesách slnečnej sústavy vrátane Mesiacov a predpokladá sa, že mohla hrať dôležitú úlohu aj na Zemi, pretože podporovala život špecifických mikroorganizmov.
Závery o exobiológii
Výskum v oblasti exobiológie stále prebieha, v októbri 2024 letecká agentúra NASA spustí novú misiu: CLIPPER. Cieľom bude hľadanie stôp života z parných trysiek vyžarovaných jedným z ľadových mesiacov Jupitera: Európa.
V súčasnosti sa mimozemské organizmy nikdy nepodarilo identifikovať, ale ich možnú existenciu v kozme nemožno vylúčiť. Musíme však počítať s tým, že život by sa mohol vyvíjať v úplne iných podmienkach ako na Zemi, a že sa teda prispôsobuje a vyvíja nám neznámym spôsobom. Objavenie mimozemských foriem života by prinieslo veľkú pozornosť vedeckej komunity odvetviu exobiológie a otvorilo by cesty doteraz úplne neprebádané.