Терміни «інопланетянин» і «інопланетянин» часто асоціюються з персонажами науково-фантастичних творів. Однак, хоча це спекулятивно, існує галузь біології, яка досліджує та розглядає існування позаземного життя: екзобіологія.
Але як можна вивчати організми, існування яких не доведено? Що і де повинні шукати екзобіологи, щоб зрозуміти, чи є життя у Всесвіті?
Lрівняння Дрейка
У 1960 році американський астроном Френк Дрейк провів перше дослідження в Національній радіоастрономічній обсерваторії, щоб спробувати виявити радіосигнали від позаземних цивілізацій. Через рік Дрейк сформулював рівняння, яке досі застосовується в галузі екзобіології, призначене для оцінки кількості позаземних цивілізацій у нашій галактиці, позначених буквою N.
Рівняння Дрейка враховує декілька параметрів і формулюється так:
Значення рівняння
Перше значення R *, що є швидкістю утворення зірок у Чумацькому Шляху. Після цього слід брати до уваги лише зірки, пов'язані з планетними системами; вони повинні мати необхідні умови для життя, вимоги, які непросто задовольнити і відповідно представлені f p y n e . F l відповідає частці планет, на яких передбачається розвиток життя, тоді як fi es частка з них, де життя, що розвивається, є розумним.
Він має бути не тільки розумним, але й змінним f cкаже, що ці форми життя повинні мати можливість розробити технологію, яка випромінює радіосигнал у космос. Остання змінна L, період часу, протягом якого сигнали повинні бути надіслані. Як видно, змінних багато, і важко точно встановити кожне окреме значення, тому ми говоримо про ймовірність. Однак існують оцінки та результати, які можуть, принаймні теоретично, дати значення змінній N і відповісти на запитання.
Інтерпретації та рішення
З моменту першого формулювання рівняння багато вчених намагалися уточнити його результат. З 1960-х років і до сьогодні наукові інструменти, доступні для обробки значень, розвивалися, але рівняння, по суті, все ще є способом обговорення проблеми в наукових термінах, а не надання остаточних відповідей.
За останніми оцінками, існує до 23 позаземних цивілізацій (екзобіологія)
Але чому тоді ми ніколи не мали доказів його існування? Це саме та дилема, відома як Парадокс Фермі, яка отримала свою назву від італійського фізика, який першим її запропонував, Енріко Фермі. Оскільки в цьому відношенні немає впевненості, науковці, які сьогодні займаються екзобіологією, намагалися зосередити свою увагу на вимогах, які повинен мати організм для розвитку, не виключаючи найбільш ворожих середовищ.
Екзобіологія: умови існування життя
Коли шукають форми життя в космосі, припускають, що вони знаходяться на планетах з характеристиками, дуже схожими на земні: велика кількість води, джерел енергії та інших фундаментальних молекул.
За словами екзобіологів, це мінімальні вимоги, але ми повинні пам'ятати, що ми не можемо з упевненістю встановити, що життя завжди засноване на однакових ідентичних молекулах.
Загалом, ми навіть не впевнені, що це може бути висунути гіпотезу про наявність життя, якщо присутні всі інгредієнти, які ми схильні вважати незамінними: рідкий розчинник, джерело енергії та так звані основні компоненти, тобто основні молекули, органічні та неорганічні , які в поєднанні один з одним створюють більш складні структури. Іншими змінними параметрами є pH, температура, тиск, солоність і радіація. Частіше називають планети з характеристиками, подібними до земних екзопланети.
Однак завдяки організмам, відомим як екстремофіли, ми знаємо, що життя може процвітати не лише на екзопланетах, але там, де існують мінімальні умови.
екзопланети і світловий рік
Те, що ми називаємо Екзопланети Це небесні тіла, які є частиною Сонячної системи в нашій або інших галактиках. Вони обертаються навколо свого сонця на відстані, яка допускає наявність рідкої води або інших розчинників, що є однією з найважливіших вимог для розвитку життя. Ці планети, як і Земля, можуть мати безліч середовищ, у яких хімічні та фізичні умови потенційно сприятливі для підтримки життя. На жаль, більшість із них знаходяться на відстані кількох світлових років від нашої Сонячної системи.
El світловий рік це відстань, яку світло проходить за один рік. Світло від Сонця доходить до нас за 8 з половиною хвилин, долаючи відстань 150 мільйонів км.Відстань, яку проходить світло за один рік (світловий рік), приблизно в 63.000 63 разів перевищує відстань, яку проходить Сонце до Землі. Отже, 150 тисячі помножити на XNUMX мільйонів км.
Екзобіологія: Проксима Б
Найближчий є Проксима б, є частиною системи Проксима Центавра в нашій галактиці Чумацький Шлях. Проксима b знаходиться на відстані 4,2 світлових років від нас і є восьмою найбільш схожою на Землю планетою згідно з індексом ESI, фізичною шкалою вимірювань, яка використовується для порівняння інших планет із Землею. Значення цього індексу становить від 0 (немає подібності) до 1 (планета, ідентична Землі), і розраховується на основі радіуса, щільності, швидкості вильоту та температури поверхні. Proxima b має значення ESI 0,87 і вказує на те, що планета дуже схожа на Землю. Однак ці дані не дають інформації про його придатність для проживання.
Місяці
Пошуки життя в космосі не обмежуються екзопланетами, але також впливають на їхні супутники, місяці. Приклад можна знайти лише в нашій Сонячній системі. Вважається, що супутник Сатурна, Енцеладі супутник Юпітера, Europa, потенційно живе життя.
Відстань від сонця Енцеладвоно не дозволяє йому отримувати достатньо сонячного випромінювання, щоб нагріватися, тому температура його поверхні коливається від -128°C до -240°C: точно не місце, де зазвичай шукали б життя. Однак завдяки зонду Cassini вдалося встановити, що на цьому замороженому Місяці присутні вода і органічні молекули. Аналізи показали, що в струменях водяної пари, що випускаються на поверхню, присутні азот, вуглекислий газ і метан. З цієї причини вважається, що під замерзлою поверхнею є рясний шар води, в якому розчинені різні молекули, відповідальні за гідротермальну активність субстрату, а також за гейзери на поверхні. Можна припустити, що на це явище впливає гіпотетична присутність метаногенних організмів.
У 2018 році деякі дослідники спробували реконструювати умови Енцелада за допомогою експерименту, показавши, що мікроорганізм Methanothermococcus okinawensis він мав би ідеальні характеристики для життя та виробництва метану в нижньому шарі. Висновки цього дослідження говорять нам про те, що подібні організми можуть бути здатні робити це і, отже, насправді перебувати на Енцеладі.
Які бактерії можуть жити на інших планетах?
Мікроорганізми з особливими здібностями ідентифікуються як екстремофіли, оскільки вони часто живуть в умовах, які є недоступними для більш складних організмів. Слід зазначити, що ці організми зазвичай живуть у таких умовах, тому можна вважати, що вони виживають і зустрічаються в більш складних сценаріях.
Найвідомішим у світі біології, безсумнівно, є Thermus aquaticus, здатні рости при температурі 75°С; завдяки йому вдалося значно вдосконалити метод ампліфікації ДНК. Існує багато таких мікроорганізмів, кожен з яких пристосувався до одного або кількох різних умов, таким чином стаючи поліекстремофільними.
Ось кілька захоплюючих прикладів:
- Picrophilus oshimae він живе в сульфаті в дуже кислих умовах рН зі значенням 0,6 з 14, сильніше, ніж соляна кислота.
- Thermococcus piezophilus живе в безодні під тиском 125 МПа, що відповідає приблизно 1275 кг, прикладеним до площі в один сантиметр. Було підтверджено, що іншим мікроорганізмам вдається залишатися метаболічно активними навіть під тиском 2000 МПа;
- Halarsenatibacter silvermanii живе в дуже лужному озері, де концентрація солі NaCl становить 35% мг/л;
- Deinococcus radioduran s, на сьогоднішній день вважається модельним мікроорганізмом для вивчення стійкості до радіації та вакууму, поліекстремофілом, здатним виживати в умовах планети Марс.
Є життя на Марсі?
Марс є четвертою за віддаленістю планетою від нашого Сонця, перед Землею. За останні десятиліття було здійснено багато місій для його вивчення та проведення досліджень. NASA Perseverance є найновішим, все ще активним і, як очікується, повернеться в 2033 році.
Дані про грунт і умови на Марсі на даний момент не здаються перспективними для екзобіології. У 2003 році дослідницька група виявила відповідність за складом ґрунту між зразком ґрунту, зібраним місією Viking, і ґрунтом із віддаленого регіону пустелі Атакама в Чилі, і після кількох спроб визначила, що ґрунт не підходить. для будь-якого виду органічного вирощування. Тож де ще можна сподіватися знайти сліди життя на Марсі?
підземне життя
Відкриття 2022 року надихнуло екзобіологів на пошуки позаземного життя. Це невеликі кристали, присутні у включеннях гірських порід у центральній Австралії, віком 830 мільйонів років. У цих маленьких кристалах було виявлено органічні сполуки та присутність прокаріотичних і еукаріотичних клітин, які жили в цьому мікрооточенні. На думку експертів, ці типи відкладень, як земного, так і позаземного походження, слід розглядати як потенційних господарів для стародавніх мікроорганізмів і органічних сполук. Це свідчить про потенційний пошук і знахідку на інших планетах: надрах.
Крім того, в надрах явище о серпантин. Хіміко-фізична реакція, яка відбувається в умовах лужного рН і яка завдяки взаємодії між водою та гірськими породами вивільняє водень, органічні та неорганічні сполуки вуглецю. Серпентинізація, на думку екзобіологів, широко поширена в небесних тілах Сонячної системи, включаючи Місяці, і також вважається, що вона могла зіграти важливу роль на Землі, сприяючи життю певних мікроорганізмів.
Висновки про екзобіологію
Дослідження в галузі екзобіології все ще тривають, у жовтні 2024 року аерокосмічне агентство NASA запустить нову місію: CLIPPER. Метою буде пошук слідів життя в струменях пари, що випускаються одним із крижаних супутників Юпітера: Europa.
На даний момент позаземні організми ніколи не були ідентифіковані, але їх можливе існування в космосі не можна виключити. Однак ми повинні враховувати, що життя може розвиватися в умовах, абсолютно відмінних від земних, і тому воно адаптується та розвивається невідомими нам шляхами. Відкриття позаземних форм життя приверне велику увагу наукової спільноти до галузі екзобіології, відкривши шляхи, які досі були абсолютно не досліджені.