外星生物學。 外星生命

外星生物學,外星生命

“外星人”和“外星人”這兩個詞經常與科幻作品中的人物聯繫在一起。 不過,雖然是推測,但生物學中有一個分支在調查和考慮地外生命的存在: 外星生物學.

但是,如何研究未被證實存在的生物體呢? 如果宇宙中存在生命,外星生物學家應該關注什麼以及在哪裡尋找?

L德雷克方程

1960年,美國天文學家弗蘭克德雷克在美國國家射電天文台進行了首次調查,試圖探測來自地外文明的無線電信號。 一年後,德雷克制定了一個至今仍在外星生物學領域應用的方程式,旨在估算我們銀河系中地外文明的數量,用字母表示 N.

德雷克方程考慮了幾個參數,公式如下:

= R* · fp · ne · fl · fi · fc · L

方程的值

第一個值是 *,這是銀河系中恆星形成的速度。 之後,只應考慮與行星系統相關的恆星; 這些必須具備承載生命的必要條件,這些要求不容易滿足,分別表示為 p y e . l 對應於應該有生命發展的行星的比例,而 fi es 其中有一部分是智能生命。

不僅要聰明,還要變數 c說這些生命形式必須能夠開發出向太空發射無線電信號的技術。 最後一個變量是 L,應該發送信號的時間段。 可以看出,變量很多,很難準確地建立每一個單獨的值,所以我們講概率。 然而,有些估計和結果至少在理論上可以為變量賦值 N 並回答問題。

解釋和解決方案

自方程式首次提出以來,許多科學家都試圖詳細說明其結果。 從 1960 年代到今天,可用於處理數值的科學工具已經發展,但方程實際上仍然是用科學術語討論問題的一種方式,而不是提供明確的答案。

分形

最近的估計假設有多達 23 個地外文明(外星生物學)

但是為什麼我們從來沒有證據證明它的存在呢? 這正是被稱為 費米悖論,它的名字來源於首先提出它的意大利物理學家恩里科·費米。 由於在這方面沒有確定性,今天處理外星生物學的科學家們試圖將注意力集中在有機體為了發展所必須具備的要求上,而不排除最惡劣的環境。

外星生物學:生命存在的條件

在太空中尋找生命形式時,假設它們是在與地球具有非常相似特徵的行星上發現的: 豐富的水、能源和其他基本分子.

根據外星生物學家的說法,這些是最低要求,但我們必須記住,我們無法確定生命總是基於相同的相同分子。

更一般地說,我們甚至不確定它是否可以 如果我們傾向於認為不可或缺的所有成分都存在,就可以假設生命的存在:一種液體溶劑,一種能源和所謂的基本成分,即基本分子,有機和無機  , 相互結合產生更複雜的結構。 其他可變參數是 pH 值、溫度、壓力、鹽度和輻射。 具有與地球相似特徵的行星通常被稱為 系外行星.

然而,多虧了被稱為極端微生物的生物,我們知道生命不僅可以在系外行星上繁衍生息, 但只要存在最低條件.

系外行星和光年

我們所說的 系外行星 它們是屬於太陽系的天體,在我們的或其他星系中。 它們圍繞太陽旋轉的距離允許存在液態水或其他溶劑,這是生命發展的最重要要求之一。 這些行星和地球一樣,可以擁有多種環境,其中的化學和物理條件可能有利於維持生命。 不幸的是,它們中的大多數距離我們的太陽係有好幾光年。

El 阿諾盧斯 是光在一年內傳播的距離。 太陽發出的光在8分半鐘內到達我們,傳播距離為150億公里,一年(光年)光傳播的距離大約是太陽到地球傳播距離的63.000倍。 所以 63 乘以 150 億公里。

外星生物學:Proxima B

最近的是 比鄰點b,是我們銀河系中比鄰星系統的一部分。 根據 ESI 指數,比鄰星 b 距離我們 4,2 光年,是第八大最像地球的行星,ESI 指數是一種用於將其他行星與地球進行比較的物理測量尺度。 該指數的值介於 0(無相似性)和 1(行星與地球相同)之間,並根據半徑、密度、逃逸速度和表面溫度計算得出。 比鄰星 b 的 ESI 值為 0,87,表明這顆行星與地球非常相似。 然而,該數據並未提供有關其宜居性的信息。

月亮

月亮

在太空中尋找生命不僅限於系外行星,還影響到它們的衛星,即衛星。 在我們的太陽系內部可以找到一個例子。 據信,土星的衛星, 土衛二和木星的衛星, 歐洲,潛在的海港生命。

與太陽的距離 土衛二它不允許它接收到足夠的太陽輻射來加熱自身,因此它的表面溫度介於 -128°C 和 -240°C 之間:絕對不是通常尋找生命的地方。 然而,多虧了卡西尼號探測器,才有可能確定這顆冰凍的衛星上存在水和有機分子。 分析表明,地表噴出的水蒸氣射流中含有氮氣、二氧化碳和甲烷。 出於這個原因,人們認為在冰凍表面下有一層豐富的水,其中溶解著各種分子,負責基質的熱液活動以及表面上的間歇泉。 可以認為,這種現象受到假設存在的產甲烷生物的影響。

2018 年,一些研究人員試圖通過實驗重建土衛二的條件,表明微生物 沖繩甲烷熱球菌 它具有在下層生活和產生甲烷的理想特性。 這項研究的結論告訴我們,類似的生物可能有能力做到這一點,因此實際上在土衛二上。

什麼細菌可以生活在其他星球上?

具有特殊能力的微生物被確定為極端微生物,因為它們通常生活在更複雜的生物體無法生存的條件下。 需要注意的是,這些生物通常生活在這些條件下,因此可以認為它們能夠存活下來,並且在更複雜的場景中也能找到它們。

生物學界最著名的肯定是 水生棲熱菌, 能夠在 75°C 的溫度下生長; 多虧了他,才有可能顯著改進 DNA 擴增方法。 有許多這樣的微生物,每一種都適應了一種或多種不同的條件,從而成為多極端微生物。

這裡有一些有趣的例子:

  • 大島嗜食蟹  它在非常酸性的 pH 條件下生活在硫酸鹽中,其值為 0,6(滿分 14),比鹽酸強。
  • 嗜熱嗜熱球菌  生活在壓力為 125 Mpa 的深淵中,這相當於大約 1275 千克施加在一厘米的面積上。 經證實,其他微生物即使在 2000 Mpa 的壓力下也能保持代謝活性;
  • 銀曼海拉森桿菌  生活在 NaCl 鹽濃度為 35% mg/L 的高鹼性湖泊中;
  • 耐輻射奇異球菌 s,迄今為止被認為是研究抗輻射和真空的模型微生物,一種能夠在火星條件下生存的多極端微生物。

紅色星球,火星

火星有生命?

火星是距離我們太陽第四遠的行星,排在地球之前。 近幾十年來,已經執行了許多任務來探索它並進行研究。 NASA 的毅力號是最新的,仍然活躍,預計將在 2033 年重新進入。

目前火星上的土壤數據和條件對於外太空生物學來說似乎並不樂觀。 2003 年,一個研究小組確定了維京任務採集的土壤樣本與智利阿塔卡馬沙漠偏遠地區的土壤在土壤成分方面的匹配,經過多次嘗試確定土壤不適合適用於任何類型的有機栽培。 那麼哪裡還有希望在火星上找到生命的踪跡呢?

地下生活

2022 年的一項發現激發了外星生物學家尋找地外生命的熱情。 這些是存在於澳大利亞中部岩石包裹體中的小晶體,可追溯到 830 億年前。 在這些小晶體中,已經確定了有機化合物以及在這種微環境中保存下來的原核和真核細胞的存在。 據專家介紹,這些類型的沉積物,無論是來自地球還是來自地外,都應被視為古代微生物和有機化合物的潛在宿主。 這表明可能在其他行星上搜索和尋找地點:底土。

此外,在底土中的現象 蛇紋石. 在鹼性 pH 條件下發生的化學物理反應,由於水和岩石之間的相互作用,會釋放出氫氣、有機和無機碳化合物。 根據外星生物學家的說法,蛇紋石化廣泛存在於太陽系的天體中,包括月球,人們還認為它可能在地球上發揮了重要作用,有利於特定微生物的生命。

關於外星生物學的結論

外太空生物學的研究仍在進行中,2024 年 XNUMX 月,美國宇航局航空航天局將啟動一項新任務:CLIPPER。 目標是從木星的一顆冰衛星發出的蒸汽射流中尋找生命痕跡: 歐洲.

目前,地外生物尚未被確認,但不能排除它們在宇宙中存在的可能性。 然而,我們必須考慮到生命可能在與地球完全不同的條件下發展,因此它以我們未知的方式適應和進化。 地外生命形式的發現將引起科學界對外星生物學分支的極大關注,開闢迄今為止完全未被探索的道路。


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