Termerna "utomjordisk" och "utomjordisk" förknippas ofta med karaktärer i science fiction-verk. Men även om det är spekulativt, finns det en gren av biologin som undersöker och överväger förekomsten av utomjordiskt liv: exobiologi.
Men hur är det möjligt att studera organismer vars existens inte är bevisad? Vad och var bör exobiologer leta för att förstå om det finns liv i universum?
Latt drake ekvationen
År 1960 genomförde Frank Drake, en amerikansk astronom, den första undersökningen vid National Radio Astronomy Observatory, för att försöka upptäcka radiosignaler från utomjordiska civilisationer. Ett år senare formulerade Drake en ekvation som fortfarande tillämpas idag inom exobiologin, utformad för att uppskatta antalet utomjordiska civilisationer i vår galax, indikerat med bokstaven N.
Drake-ekvationen tar hänsyn till flera parametrar och är formulerad enligt följande:
Ekvationens värden
Det första värdet är R *, vilket är takten för stjärnbildning i Vintergatan. Därefter bör endast stjärnor kopplade till planetsystem tas i beaktande; dessa ska ha nödvändiga förutsättningar att vara värd för livet, krav som inte är lätta att tillgodose respektive representeras av f p y n e . F l motsvarar den bråkdel av planeter där liv är tänkt att utvecklas, medan fi es den bråkdel av dessa där livet som utvecklas är intelligent.
Inte bara måste det vara smart, utan variabeln f csäger att dessa livsformer måste kunna utveckla teknik som sänder ut en radiosignal ut i rymden. Den sista variabeln är L, den tidsperiod under vilken signalerna ska skickas. Som framgår är variablerna många och det är svårt att fastställa exakt varje enskilt värde, så vi pratar om sannolikhet. Det finns dock uppskattningar och resultat som åtminstone teoretiskt kan ge variabeln ett värde N och svara på frågan.
Tolkningar och lösningar
Sedan den första formuleringen av ekvationen har många forskare försökt utveckla dess resultat. Från 1960-talet till idag har de vetenskapliga verktyg som finns för att bearbeta värden utvecklats, men ekvationen är i själva verket fortfarande ett sätt att diskutera frågan i vetenskapliga termer, snarare än att ge definitiva svar.
De senaste uppskattningarna antar upp till 23 utomjordiska civilisationer (exobiologi)
Men varför har vi då aldrig fått bevis för dess existens? Detta är just det dilemmat som kallas Fermi paradox, som tog sitt namn från den italienska fysikern som först föreslog det, Enrico Fermi. Eftersom det inte finns någon säkerhet i detta avseende, har forskare som sysslar med exobiologi idag försökt fokusera sin uppmärksamhet på de krav som en organism måste ha för att utvecklas, utan att utesluta de mest fientliga miljöerna.
Exobiologi: förutsättningar för liv att existera
När man letar efter livsformer i rymden antas det att de finns på planeter med egenskaper som mycket liknar jordens: överflöd av vatten, energikällor och andra grundläggande molekyler.
Enligt exobiologer är det minimikraven, men vi måste komma ihåg att vi inte med säkerhet kan fastställa att livet alltid bygger på samma identiska molekyler.
Mer generellt är vi inte ens säkra på att det kan vara det anta att det finns liv om alla ingredienser som vi tenderar att anse som oumbärliga är närvarande: ett flytande lösningsmedel, en energikälla och de så kallade baskomponenterna, det vill säga grundläggande molekyler, organiska och oorganiska , som i kombination med varandra ger upphov till mer komplexa strukturer. Andra variabla parametrar är pH, temperatur, tryck, salthalt och strålning. Planeter med egenskaper som liknar jordens kallas oftare exoplaneter.
Men tack vare organismer som kallas extremofiler vet vi att liv inte bara kan frodas på exoplaneter, men varhelst minimivillkoren finns.
exoplaneter och ljusår
Vad vi kallar Exoplaneter De är himlakroppar som ingår i ett solsystem, i vårt eller i andra galaxer. De kretsar runt sin sol på ett avstånd som tillåter närvaron av flytande vatten eller andra lösningsmedel, ett av de viktigaste kraven för livets utveckling. Dessa planeter, liksom jorden, kan ha en mängd miljöer där de kemiska och fysiska förhållandena är potentiellt bra för att stödja liv. Tyvärr är de flesta av dem flera ljusår bort från vårt solsystem.
El ljusår är den sträcka som ljuset färdas på ett år. Ljus från solen når oss på 8 och en halv minut och färdas en sträcka på 150 miljoner km. Avståndet som ljuset tillryggalägger på ett år (ljusår) är cirka 63.000 63 gånger avståndet som solen tillryggalagt till jorden. Alltså 150 tusen gånger XNUMX miljoner km.
Exobiologi: Proxima B
Det närmaste är nästa b, är en del av Proxima Centauri-systemet i vår galax, Vintergatan. Proxima b är 4,2 ljusår bort och är den åttonde mest jordliknande planeten enligt ESI-indexet, en fysisk mätskala som används för att jämföra andra planeter med jorden. Värdet på detta index är mellan 0 (ingen likhet) och 1 (planet identisk med jorden) och beräknas baserat på radie, densitet, flykthastighet och yttemperatur. Proxima b har ett ESI-värde på 0,87 och indikerar att planeten är väldigt lik jorden. Dessa uppgifter ger dock ingen information om dess beboelighet.
Lunor
Sökandet efter liv i rymden är inte begränsat till exoplaneter, utan påverkar också deras satelliter, månarna. Ett exempel kan hittas precis inuti vårt solsystem. Man tror att en Saturnus måne, enceladusoch en måne av Jupiter, Europa, potentiellt hamnliv.
Avståndet från solen Enceladusden tillåter inte att den tar emot tillräckligt med solstrålning för att värma sig själv, så dess yttemperaturer varierar mellan -128°C och -240°C: definitivt inte en plats där liv normalt skulle sökas. Men tack vare Cassini-sonden var det möjligt att fastställa att vatten och organiska molekyler finns på denna frusna måne. Analyser har visat att kväve, koldioxid och metan finns i de vattenångstrålar som släpps ut vid ytan. Av denna anledning tror man att under den frusna ytan finns ett rikligt lager av vatten, i vilket olika molekyler är lösta, ansvariga för den hydrotermiska aktiviteten hos substratet och även för gejsrarna på ytan. Man skulle kunna tro att detta fenomen påverkas av den hypotetiska närvaron av metanogena organismer.
Under 2018 försökte några forskare rekonstruera förhållandena för Enceladus med ett experiment som visade att mikroorganismen Metanothermococcus okinawensis det skulle ha de idealiska egenskaperna att leva och producera metan i det underliggande lagret. Slutsatsen av denna studie säger oss att liknande organismer kan vara kapabla att göra detta, och därför faktiskt finns på Enceladus.
Vilka bakterier kan leva på andra planeter?
Mikroorganismer med speciella förmågor identifieras som extremofiler eftersom de ofta lever under förhållanden som är oöverkomliga för mer komplexa organismer. Det bör noteras att dessa organismer normalt lever under dessa förhållanden, så man kan tro att de överlever och även finns i mer komplexa scenarier.
Den mest kända i biologins värld är säkert den Thermus aquaticus, som kan växa vid temperaturer på 75°C; tack vare honom var det möjligt att avsevärt förbättra metoden för DNA-amplifiering. Det finns många sådana mikroorganismer, som var och en har anpassat sig till en eller flera olika förhållanden och därmed blivit polyextremofila.
Här är några fascinerande exempel:
- Picrophilus oshimae den lever i sulfat under mycket sura pH-förhållanden med ett värde på 0,6 av 14, starkare än saltsyra.
- Thermococcus piezophilus lever i avgrunden vid ett tryck på 125 Mpa, vilket motsvarar cirka 1275 kg applicerat på en yta på en centimeter. Det har verifierats att andra mikroorganismer lyckas förbli metaboliskt aktiva även under tryck på 2000 Mpa;
- Halarsenatibacter silvermanii lever i en mycket alkalisk sjö där NaCl-saltkoncentrationerna är 35 % mg/L;
- Deinococcus radioduran s, hittills ansett som modellmikroorganismen för studiet av motståndskraft mot strålning och vakuum, en polyextremofil som kan överleva villkoren för planeten Mars.
Finns det liv på Mars?
Mars är den fjärde mest avlägsna planeten från vår sol, innan den är jorden. Många uppdrag har genomförts under de senaste decennierna för att utforska det och bedriva forskning. NASA:s Perseverance är den nyaste, fortfarande aktiv och förväntas återinträda 2033.
Markdata och förhållanden på Mars verkar för närvarande inte lovande för exobiologin. År 2003 identifierade ett forskarlag en matchning i termer av jordsammansättning mellan jordprovet som samlats in av Vikingamissionen och jord från en avlägsen region i Atacamaöknen i Chile, och efter flera försök fastställde att jorden inte var lämplig. för alla typer av ekologisk odling. Så var är det fortfarande möjligt att hoppas hitta spår av liv på Mars?
underjordiskt liv
En upptäckt från 2022 har gett exobiologer energi i deras sökande efter utomjordiskt liv. Dessa är små kristaller som finns i berginneslutningar i centrala Australien, som går tillbaka 830 miljoner år. Inom dessa små kristaller har organiska föreningar och närvaron av prokaryota och eukaryota celler som har levt bevarade i denna mikromiljö identifierats. Enligt experter bör dessa typer av sediment, oavsett om de är av terrestriskt eller utomjordiskt ursprung, betraktas som potentiella värdar för forntida mikroorganismer och organiska föreningar. Detta antyder en potentiell sökning och hitta plats på andra planeter: underjorden.
Dessutom, i undergrunden fenomenet serpentin. Kemisk-fysikalisk reaktion som sker under alkaliska pH-förhållanden och som tack vare samspelet mellan vatten och bergarter frigör väte, organiska och oorganiska kolföreningar. Serpentinisering, enligt exobiologer, är utbredd i solsystemets himlakroppar, inklusive månarna, och man tror också att det kan ha spelat en viktig roll på jorden, vilket gynnar livet för specifika mikroorganismer.
Slutsatser om exobiologi
Forskning inom exobiologi pågår fortfarande, i oktober 2024 kommer NASAs flyg- och rymdbyrå att lansera ett nytt uppdrag: CLIPPER. Målet kommer att vara att söka efter spår av liv från ångstrålar som sänds ut av en av Jupiters isiga månar: Europa.
För närvarande har utomjordiska organismer aldrig identifierats, men deras eventuella existens i kosmos kan inte uteslutas. Vi måste dock ta hänsyn till att liv skulle kunna utvecklas under förhållanden helt annorlunda än de på jorden, och att det därför anpassar sig och utvecklas på sätt som är okända för oss. Upptäckten av utomjordiska livsformer skulle väcka stor uppmärksamhet från det vetenskapliga samfundet till grenen av exobiologi, öppna vägar som hittills helt outforskade.