Астрабіялёгія

Астрабіялёгія
Навука
Экзабіялёгія Ксэналёгія
Нуклійныя кісьлі могуць зьяўляцца не адзінымі біямалекуламі, здольнымі несьці жыцьцёвую інфармацыю[1].
Нуклійныя кісьлі могуць зьяўляцца не адзінымі біямалекуламі, здольнымі несьці жыцьцёвую інфармацыю[1].
Зьвесткі
Падкляса ад	біялёгія і астраномія
Тэма	паходжаньне, эвалюцыя й распаўсюджаньне жыцьця ў Сусьвеце
Прадмет вывучэньня	магчымасьць існаваньня жыцьця на іншых плянэтах
Пэрыяд заснаваньня	XX стагодзьдзе
Дапаможныя дысцыпліны	абапіраецца на навуковыя дасягненьні ў галіне фізыкі, астраноміі, біялёгіі, экалёгіі, плянэталёгіі, геаграфіі й геалёгіі
Астрабіялёгія ў Вікісховішчы

Астрабіялёгія, таксама экзабіялёгія, ксэналёгія — навука, прадметам якой зьяўляецца вывучэньне паходжаньня, эвалюцыі й распаўсюджаньня жыцьця ў Сусьвеце. Астрабіялёгія абапіраецца на навуковыя дасягненьні ў галіне фізыкі, астраноміі, біялёгіі, экалёгіі, плянэталёгіі, геаграфіі й геалёгіі для вывучэньня магчымасьці існаваньня жыцьця на іншых плянэтах^[2][3]. У вырашэньні асобных задач астрабіялёгія цесна сутыкаецца з касьмічнай біялёгіяй і касьмічнай мэдыцынай, якія ўзьніклі ў сувязі з актыўным пранікненьнем чалавека ў касьмічную прастору. Астрабіялёгія ажыцьцяўляе пошук прыдатнага для жыцьця асяродзьдзя як у сонечнай сыстэме, так і за яе межамі, пошук доказаў перадбіятычнай хіміі, лябараторныя й практычныя дасьледаваньні паходжаньня й раньняга разьвіцьця жыцьця на Зямлі, а таксама дасьледаваньня магчымасьцяў жыцьця, у прыватнасьці, прыстасаваньня да складаных умоў на Зямлі й у космасе^[4].

Агляд

Невядома, ці будзе жыцьцё ў Сусьвеце, у выпадку яго выяўленьня, мець клеткі, падобныя да клетак зямных расьлін (бачныя хляраплясты ў клетках расьліны)^[5].

Марсіянскі мэтэарыт ALH84001 мае мікраскапічныя ўтварэньні, якія могуць быць створаны мікраарганізмамі.

Тэрмін астрабіялёгія ўтвораны са старажытнагрэцкіх словаў астрон (стар.-грэц. αστρον) — «зорка», біяс (стар.-грэц. βίος) — «жыцьцё» і лёгія (стар.-грэц. -λογια) — «вучэньне». Ёсьць розныя сынонімы тэрміна «астрабіялёгія», але ўсе яны ўключаюць дзьве асноўныя навукі: астраномію й біялёгію. Тэрмін-сынонім «экзабіялёгія» паходзіць ад грэцкага эксо (стар.-грэц. Έξω) — «па-за, звонку», біос (стар.-грэц. βίος) — «жыцьцё» і лёгія (стар.-грэц. -λογία) — «вучэньне». Іншы тэрмін, які выкарыстоўваўся ў мінулым — ксэнабіялёгія, гэта значыць «біялёгія іншаземцаў». Гэта слова было прыдумана ў 1954 годзе пісьменьнікам-фантастам Робэртам Хайнлайнам у яго рамане «Зорны Зьвер»^[6].

Пытаньне «ці існуе жыцьцё недзе яшчэ ў Сусьвеце» паддаецца праверцы, і такім чынам, пошукі адказу на яго зьяўляюцца эфэктыўным напрамкам навуковых дасьледваньняў. Сёньня астрабіялёгія стала фармалізаванай галіной дасьледаваньняў, хаця некалі знаходзілася ўбаку ад асноўных навуковых пошукаў. Цікавасьць NASA да астрабіялёгіі пачалася з распрацоўкі касьмічнай праґрамы. У 1959 годзе НАСА прафінансавала свой першы праект па экзабіялёгіі, а ў 1960 годзе стварыла Праґраму вывучэньня экзабіялёгіі^[4][7]. У 1971 годзе НАСА прафінансавала праект SETI па пошуку радыёсыгналаў пазаземных цывілізацыяў. Праґрама «Вікінг», распачатая ў 1976 годзе, уключала тры біялагічныя эксьперыменты, распрацаваныя для пошука магчымых прыкмет існаваньня жыцьця на Марсе. Навуковы апарат Mars Pathfinder, прызямліўшыся ў 1997 годзе, зьмяшчаў навуковы груз, прызначаны для вывучэньня мікробных акамянеласьцяў, заключаных у камянях^[8].

У XXI стагодзьдзі астрабіялёгія робіцца цэнтрам растучай колькасьці дасьледчыцкіх місіяў НАСА й Эўрапейскага касьмічнага агенцтва ў Сонечнай сыстэме. Першы эўрапейскі сэмінар па астрабіялёгіі адбыўся ў мае 2001 году ў Італіі^[9], вынікам якога стала Праґрама Аўрора^[10]. Цяпер НАСА курыруе Інстытут Астрабіялёгіі НАСА. Усё большая колькасьць унівэрсытэтаў ва ўсім сьвеце ўводзіць праґрамы навучаньня па астрабіялёгіі. У Злучаных Штатах гэта Арызонскі ўнівэрсытэт^[11], унівэрсытэт Пэнсыльваніі, унівэрсытэт штата Мантана й Вашынгтонскі ўнівэрсытэт; у Велікабрытаніі — унівэрсытэт Кардыфа (створаны Цэнтар Астрабіялёгіі)^[12], у Аўстраліі Ўнівэрсытэт Новага Паўднёвага Ўэйлза^[13].

Дасягненьні ў вобласьці астрабіялёгіі, назіральнай астраноміі й адкрыцьцё вялікай разнастайнасьці экстрэмафілаў, якія могуць існаваць у самых суровых умовах на Зямлі, прывялі да дапушчэньня, што жыцьцё можа квітнець на многіх плянэтах і спадарожніках у Сусьвеце. Асаблівая ўвага цяперашніх астрабіялагічных дасьледваньняў надаецца пошуку жыцьця на Марсе з-за яго блізасьці да Зямлі й геалягічнай гісторыі. Існуе ўсё больш сьведчаньняў, што раней на паверхні Марса мелася значная колькасьць вады, якая разглядаецца ў якасьці найважнейшага папярэдніка разьвіцьця жыцьця на аснове вуглятвора^[14].

Місіямі, якія былі распрацаваны для пошука жыцьця, былі Праґрама «Вікінг» і пасадачны модуль Бігль 2, накіраваныя да Марса. Асноўны вывад, які можна зрабіць па выніках працы «Вікінгаў»: альбо колькасьць мікраарганізмаў у месцах пасадак апаратаў вельмі малая, альбо іх няма ўвогуле. Пасадачны модуль Бігль 2 верагодна прызямліўся ўдала, але на сувязь не выйшаў. Асноўнай прычынай выхаду са строю прызнана паломка абсталяваньня сувязі. Значную ролю ў астрабіялёгіі павінна была адыграць місія Jupiter Icy Moons Orbiter (англ.), прызначаная для дасьледаваньня лядовых спадарожнікаў Юпітэра, але яна была адменена. У 2008 годзе пасадачны модуль Фэнікс дасьледаваў марсіянскі грунт на наяўнасьць сьлядоў мікробнага жыцьця, а таксама прысутнасьці вады. Галоўным навуковым вынікам місіі стала знаходка лёду пад тонкім пластом грунту, а таксама яго хімічны аналіз.

У лістападзе 2011 году НАСА запусьціла марсаход Curisity, які працягнуў пошукі сьлядоў жыцьця на Марсе. Эўрапейскае касьмічнае агенцтва распрацоўвае марсаход Exomars, які плянуецца да запуску ў 2018 годзе.

Міжнародны астранамічны саюз (МАС) рэгулярна праводзіць буйныя міжнародныя канфэрэнцыі пры дапамозе Камісіі 51 «Біяастраномія: пошук пазаземнага жыцьця», якая была створана МАС для каардынацыі працы ў галіне пошука жыцьця й розума ў Сусьвеце й цяпер функцыянуе на базе Інстытуту астраноміі пры Ўнівэрсытэце Гаваяў.

Мэтадалёгія

Звужэньне задачы

Асноўны артыкул: Плянэты, прыдатныя для ўзьнікненьня жыцьця

Для пошука жыцьця на іншых плянэтах неабходна паменшыць памер задачы, для чаго выкарыстоўваюцца розныя дапушчэньні. Першае заключаецца ў тым, што пераважная большасьць форм жыцьця ў нашай Галяктыцы заснавана на вугляроднай хіміі, як і ўсе формы жыцьця на Зямлі^[15], хаця не адмаўляецца магчымасьць існаваньня невугляродных форм жыцьця. Меркаваньне заснавана на тым, што вуглярод зьяўляецца чацьвёртым па распаўсюджанасьці элемэнтам у Сусьвеце, а таксама дазвляе фармаваць вакол сабе вялікую разнастайнасьць малекул. Здольнасьць атамаў вуглярода лёгка зьвязвацца адзін з адным дазваляе ствараць даволі доўгія й складаныя малекулы.

Наступнае дапушчэньне — наяўнасьць вады ў вадкім стане. Вада зьяўляецца распаўсюджанным рэчывам, якое неабходна для фармаваньня складаных вугляродных злучэньняў, якія, ў сваю чаргу, могуць прывесьці да зьяўленьня жыцьця. Асобныя дасьледчыкі прапануюць таксама разглядаць асяродзьдзе аміяку ці водна-аміячных сумесей, бо яна забясьпечвае большы дыяпазон тэмпэратур для жыцьця й, такім чынам, пашырае колькасьць патэнцыяльных сьветаў. Гэтае асяродзьдзе лічаць прыдатным як для вугляроднага, так і для невугляроднага жыцьця.

Трэцяе дапушчэньне: пошук зорак, падобных да Сонца. Вельмі вялікія зоркі маюць адносна малы час жыцьця, што, ў сваю чаргу, значыць, што ў жыцьця ня будзе дастаткова часу для разьвіцьця на плянэтах, якія абарачаюцца вакол такіх зорак. Вельмі маленькія зоркі выдзяляюць так мала цяпла, што плянэты могуць мець ваду ў вадкім стане, знаходзячыся толькі на вельмі блізкіх арбітах. Але пры гэтым, плянэты будуць захоплены прыліўнымі сіламі зоркі^[16]. Бяз тоўстага слоя атмасфэры адзін бок плянэты будзе пастаянна нагрэты, а другі замарожаны. Але ў 2005 годзе пытаньне прыдатнасьці да жыцьця плянэт вакол чырвоных карлікаў было зноў пастаўлена ў парадак дня навуковай супольнасьці, бо доўгі час існаваньня чырвоных карлікаў (да 10 трыльёнаў гадоў) можа дапускаць наяўнасьць жыцьця на плянэтах са шчыльнай атмасфэрай. Гэта мае вялікае значэньне, таму што чырвоныя карлікі вельмі распаўсюджаныя ў Сусьвеце. (Гл. Прыдатнасьць да жыцьця сыстэмы чырвонага карліка). Па падліках вучоных каля 10% зорак ў нашай галяктыцы падобныя па сваіх характарыстыках да Сонца, а ў радыюсе 100 сьветлавых гадоў ад нас знаходзіцца каля тысячы такіх зорак. Гэтыя зоркі хучэй за ўсё будуць асноўнай мэтай падчас пошука жыцьця ў іх сыстэмах.

Паколькі Зямля зьяўляецца адзінай плянэтай, на якой дакладна вядома наяўнасьць жыцьця, то не ўяўляецца магчымым даведацца, карэктныя гэтыя дапушчэньні ці не.

Складаныя часткі астрабіялёгіі

Асноўны артыкул: Астраномія

Экзаплянэта OGLE-2005-BLG-390Lb на адлегласьці 20 000 сьветлавых гадоў ва ўяўленьні мастака.

Місія Кеплер прызначана для пошука экзаплянэт.

Большасьць зьвязаных з астраноміяй астрабіялагічных дасьледаваньняў адносіцца да пошука плянэт за межамі Сонечнай сыстэмы (экзаплянэт). Асноўнае дапушчэньне заключаецца ў тым, што калі жыцьцё ўзьнікла на Зямлі, то яно можа ўзьнікнуць і на іншых плянэтах з аналягічнымі характарыстыкамі. У сувязі з гэтым, у стадыі распрацоўкі знаходзіцца вялікая колькасьць праектаў, прызначаных для пошука экзаплянэт, падобных да Зямлі. У першую чаргу гэта праграмы НАСА Terrestial Planet Finder (TPF) i Atlast, а таксама праграма Darwin Эўрапейскага касьмічнага агенцтва. Існуюць таксама менш амбіцыйныя праекты, у якіх мяркуецца выкарыстоўваць наземныя тэлескопы. Акрамя таго, НАСА ўжо запусьціла місію Кеплер у сакавіку 2009 году, а Францускае касьмічнае агенцтва — спадарожнік COROT у 2006 годзе. Мэтай заплянаваных місіяў зьяўляецца ня толькі выяўленьне плянэт памерам зь Зямлю, але й непасрэднае назіраньне сьвятла ад плянэты для наступнага спэктраскапічнага вывучэньня. Дасьледуючы спэктры плянэт, можна вызначыць асноўны састаў атмасфэры экзаплянэты й/ці яе паверхні. Дасьледчая група НАСА — Лябараторыя віртуальных плянэт выкарыстоўвае кампутарнае мадэляваньне для стварэньня разнастайных віртуальных плянэт, каб зразумець, як яны будуць выглядаць пры назіраньні Дарвінам ці TPF^[17]. Калі гэтыя місіі пачнуць збор зьвестак, атрыманыя спэктры плянэт можна будзе параўнаць са спэктрамі плянэт у частцы характарыстык, якія могуць указваць на наяўнасьць жыцьця. Вымярэньне фотамэтрыі экзаплянэты таксама можа даць дадатковую інфармацыю аб асаблівасьцях паверхні й атмасфэры плянэты.

Ацаніць колькасьць плянэт з разумным жыцьцём можна пры дапамозе раўнаньня Дрэйка. Раўнаньне вызначае імавернасьць наяўнасьці разумнага жыцьця як здабытак такіх парамэтраў, як колькасьць плянэт, якія могуць быць населенымі, і колькасьць плянэт, на якіх можа ўзьнікнуць жыцьцё^[18]:

${\displaystyle N=R^{*}~\times ~f_{p}~\times ~n_{e}~\times ~f_{l}~\times ~f_{i}~\times ~f_{c}~\times ~L,}$

дзе N — колькасьць разумных цывілізацый, гатовых да ўступленьня ў кантакт;

R* — колькасьць зорак, якія ўтвараюцца штогод (зорак, падобных да Сонца);

fp — доля зорак, каля якіх ёсьць плянэты;

ne — сярэдняя колькасьць плянэт і спадарожнікаў з прыдатнымі ўмовамі для зараджэньня цывілізацыі;

fl — імавернасьць зараджэньня жыцьця на плянэце з прыдатнымі ўмовамі;

fi — імавернасьць узьнікненьня разумных форм жыцьця на плянэце, на якой ёсьць жыцьцё;

fc — адносіна колькасьці плянэт, разумныя жыхары якой здольны да кантакту й шукаюць яго, да колькасьці плянэт, на якіх ёсьць разумнае жыцьцё;

L — час жыцьця такой цывілізацыі (гэта значыць час, на працягу якога цывілізацыя існуе, здольна ўступіць у кантакт і хоча ўступіць у кантакт).

Але на дадзены момант гэта раўнаньне абгрунтавана толькі тэарэтычна й малаверагодна, што раўнаньне будзе ўдакладнена разумнымі граніцамі хібнасьці ў бліжэйшы час. Першы множнік R вызначаецца з астранамічных назіраньняў і зьяўляецца найменш абмяркоўваемай велічынёй. Па другім і трэцім множніках (зоркі з плянэтамі й плянэты з прыдатнымі ўмовамі) на сёньня ідзе збор зьвестак. Астатнія парамэтры заснаваны выключна на дапушчэньнях. Праблема формулы ў тым, што яна ня можа выкарыстоўвацца для стварэньня гіпотэз, бо ўтрымлівае парамэтры, якія нельга праверыць. Другая зьвязаная тэма — парадокс Фэрмі, згодна зь якім дапускаецца, што калі жыцьцё распаўсюджана ў Сусьвеце, то павінны існаваць відавочныя прыкметы гэтага. На гэтым Парадоксе заснаваны такія праекты як SETI, якія спрабуюць выявіць радыёсыгналы ад разумных пазазямных цывілізацыяў.

Іншай актыўнай вобласьцю дасьледаваньняў ў астрабіялёгіі зьяўляецца вывучэньне плянэтнай сыстэмы. Было выказана дапушчэньне, што асаблівасьці нашай Сонечнай сыстэмы (напрыклад, прысутнасьць Юпітэра ў якасьці ахоўнага шчыта)^[19] маглі значна павялічыць імавернасьць разьвіцьця разумнага жыцьця на нашай плянэце^[20][21]. Але канчатковыя высновы яшчэ не зроблены.

Біялёгія

Асноўныя артыкулы: Біялёгія і Экстрэмафілы

Чорныя курыльшчыкі падтрымліваюць жыцьцё асобных мікраарганізмаў на Зямле. Падобныя ўтварэньні могуць быць і на іншых плянэтах.

Біялёгія й біяхімія ў адрозьненьне ад фізыкі не дапускаюць імавернасьцей і дапушчэньняў, гэта значыць, што альбо біялагічныя зьявы рэальныя, альбо не. Біёлагі ня могуць сказаць, што працэс ці зьява, зьяўляючыся матэматычна імавернымі, павінны існаваць на самой справе. Для біёлагаў аснова меркаваньняў відавочная, і яны дакладна вызначаюць, што зьяўляецца гіпатэтычным, а што не.

Да 1970-ых гадоў вучоныя меркавалі, што жыцьцё цалкам залежыць ад энэргіі Сонца. Расьліны на Зямлі выкарыстоўваюць энэргію сонечнага сьвятла ў працэсе фотасынтэза, у выніку якога ўтвараюцца арганічныя рэчывы з вуглякіслага газа й вады й вызваляецца тлен. Далей жывёлы зьядаюць расьліны, тым самым ажыцьцяўляецца перадача энэргіі па харчовым ланцугу. Раней лічылася, што жыцьцё ў глыбінях акіяна, куды не даходзіць сонечнае сьвятло, існуе дзякуючы харчовым рэчывам, якія ўтвараюцца ад выкарыстаньня арганічных рэштак, якія падаюць з паверхні акіяна, альбо ад мёртвых жывёл, гэта значыць, таксама залежыць ад Сонца. Меркавалася, што здольнасьць жыцьця да існаваньня залежыць ад яго доступа да сонечнага сьвятла. Але ў 1977 годзе, падчас дасьледчыцкага пагружэньня на глыбокаводным апараце Алвін каля Галапагоскіх астравоў вучоныя знайшлі калёніі гіганцкіх трубчатых чарвей, малюскаў, ракападобных, мідый і іншых марскіх жыхароў, згрупаваных вакол падводных вулканічных утварэньняў, якія былі названыя чорныя курыльшчыкі. Гэтыя істоты квітнелі, нягледзячы на адсутнасьць доступу да сонечнага сьвятла. Пазьней было высьветлена, што яны складаюць цалкам незалежны харчовы ланцуг. Замест расьлін аснову гэтага харчовага ланцуга складае нейкая форма бактэрыяў, якая здабывае энэргію з працэса затляненьня рэактыўных хімічных рэчываў, такіх як вадарод ці серавадарод, якія паступаюць з унутраных частак Зямлі. Гэты хемасынтэз выклікаў рэвалюцыю ў вывучэньні біялёгіі, даказваючы, што жыцьцё не абавязкова залежыць ад сонца — яно толькі патрабуе вады й энэргіі.

Экстрэмафілы (агранізмы, здольныя выжыць у экстрэмальных умовах) зьяўляюцца ключавым элемэнтам у дасьледаваньнях астрабіёлагаў. У якасьці прыкладаў такіх арганізмаў можна прывесьці біёту, якая здольна выжыць пад тоўшчай вады каля некалькіх кілямэтраў паблізу ад гідратэрмальных крыніц, і мікробаў, якія жывуць у вельмі кіслых асяродзьдзях^[22].. Цяпер вядома, што экстрэмафілы жывуць у льдзе, кіпячай вадзе кіслаце, вадзе з ядзернага рэактара, солях крысталаў, таксічных адходах, і іншых месцах, якія раней лічыліся непрыдатнымі для жыцьця^[23]. Яны адкрылі новыя напрамкі дасьледаваньняў у астрабіялёгіі за кошт значнага павелічэньня месц пражываньня за межамі Зямлі. Характарыстыка гэтых араганізмаў, іх асяродзьдзя пражываньня й эвалюцыйнага шляха лічыцца важнейшым кампанэнтам у разуменьні таго, як можа разьвівацца жыцьцё ў іншых месцах у Сусьвеце.

2 сьнежня 2010 году вучоныя абвясьцілі, што бактэрыі экстрэмафілы (GFAG-1) ва ўмовах недахопу фосфару могуць замяняць яго ў малекуле ДНК на аршэнік^[24]. Гэтае адкрыцьцё надае значнасьць старой ідэі, згодна зь якой жыцьцё на іншых плянэтах можа мець зусім іншы хімічны склад, і таму яно можа дапамагчы ў пошуках пазаземнага жыцьця^[25]. Пазьней высьветлілася, што гэта ня так^[26].

Іншай галіной дасьледаваньняў, якая распрацоўваецца цяпер, зьяўляецца вывучэньне ўзьнікненьня жыцьця, якое адрозьніваецца ад эвалюцыйнага шляха. Аляксандар Апарын і Джон Холдэйн меркавалі, што ўмовы на раньняй Зямлі былі спрыяльнымі для фармаваньня арганічных злучэньняў зь неарганічных элемэнтаў і, такім чынам, для фармаваньня многіх хімічных рэчываў, характэрных для форм жыцьця, якія мы зараз назіраем. У вывучэньні гэтага працэса, вядомага як перадбіятычная хімія, вучоныя дасягнулі пэўнага прагрэса, але дагэтуль незразумела, ці магло жыцьцё ўтварыцца такім чынам на Зямлі. Альтэрнатыўная тэорыя панспэрміі зводзіцца да таго, што ўпершыню элемэнты жыцьця, магчыма, сфармаваліся на іншай плянэце зь яшчэ больш спрыяльнымі ўмовамі (ці нават у міжзорнай прасторы, на астэроідах і г. д.), а потым былі нейкім чынам перанесены на Зямлю. Спадарожнік Юпітэра Эўропа цяпер разглядаецца ў якасьці найбольш імавернага месца для існаваньня пазаземнага жыцьця ў Сонечнай сыстэме^{[23][27][28][29][30]}.

Астрагеалёгія

Асноўны артыкул: Геалёгія плянэт зямнога тыпу ў Сонечнай сыстэме

Астрагеалёгія — навуковая дысцыпліна, тэмай вывучэньня якой зьяўляецца вывучэньне геалёгіі плянэт і іх спадарожнікаў, астэроідаў, камэт, мэтэарытаў і іншых астранамічных абʼектаў. Інфармацыя, сабраная гэтай дысцыплінай, дазваляе ацаніць прыдатнасьць плянэты ці яе спадарожніка для разьвіцьця й падтрыманьня жыцьця.

Геахімія — дадатковая галіна астрагеалёгіі, уключае ў сябе вывучэньне хімічнага саставу Зямлі й іншых плянэт, хімічных працэсаў і рэакцыяў, якія рэгулююць састаў парод і глебы, цыклы матэрыі й энэргіі й іх узаемадзеяньне з гідрасфэрай і атмасфэрай. Спэцыялізацыі ўключаюць астрахімію, біяхімію і арганічную геахімію.

Акамянеласьці зьяўляюцца найстарэйшымі вядомымі доказамі наяўнасьці жыцьця на Зямлі^[31]. Аналізуючы іх, палеантолягі могуць лепей зразумець віды арганізмаў, якія ўзьніклі на Зямлі ў далёкім мінулым. Асобныя рэгіёны Зямлі, такія як Пілбара ў Заходняй Аўстраліі й Сухія даліны ў Антарктыдзе, разглядаюцца ў якасьці аналягаў асобных рэгіёнаў Марса, і такім чынам, могуць даць разуменьне таго, як шукаць жыцьцё на Марсе, якое магчыма існавала там у мінулым.

Жыцьцё ў Сонечнай сыстэме

Асноўныя артыкулы: Жыцьцё на Марсе, Жыцьцё на Вэнэры, і Жыцьцё на Тытане

Эўропа можа мець бактэрыі й мікраарганізмы ў акіяне пад замёрзлай паверхняй.

У разважаньнях аб наяўнасьці жыцьця за межамі Зямлі нярэдка ўдзяляецца мала ўвагі абмежаваньням, накладзенымі прынцыпамі біяхіміі^[32]. Імавернасьць таго, што жыцьцё ў Сусьвеце заснавана на вугляродзе, павялічваецца за кошт таго, што вуглярод зьяўляецца адным з найбольш распаўсюджаных элемэнтаў. Толькі два элемэнты, вуглярод і крэмн, могуць складаць аснову для дастаткова вялікіх малекул, здольных несьці біялагічную інфармацыю. Як структурная аснова для жыцьця, адной з важных асаблівасьцяў вуглярода зьяўляецца тое, што ў адрозьненьне ад крэмна, ён можа лёгка ўдзельнічаць у фармаваньні хімічных сувязяў зь вялікай колькасьцю іншых атамаў зь вялікай колькасьцю іншых атамаў, тым самым прадстаўляючы хімічную многабаковасьць, неабходную для правядзеньня рэакцыяў мэтабалізма й узнаўленьня. Разнастайныя арганічныя функцыянальныя групы, якія складаюцца з вадароду, тлену, азоту, фосфару, серкі, а таксама мноства мэталаў, такіх як жалеза, магн і цынк, забясьпечваюць вялікую разнастайнасьць хімічных рэакцыяў. Крэмн, наадварот, узаемадзейнічае толькі з асобнымі атамамі й вялікія млекулы на базе крэмна аднастайныя ў параўнаньні з камбінаторным Сусьветам макрамалекул на аснове вугляроду. На самай справе вельмі верагодна, што асноўныя будаўнічыя блокі жыцьця дзе-нідзе будуць падобныя на нашы, калі не ў дэталях, то ў цэлым^[32]. Хаця зямное жыцьцё й жыцьцё, якое магло ўзьнікнуць незалежна ад Зямлі, як мяркуецца, выкарыстоўвае многія падобныя, калі не ідэнтычныя, будаўнічыя блокі, у іншаплянэтнага жыцьця, магчыма, будуць некаторыя асаблівыя біяхімічныя якасьці. Калі жыцьцё мае супараўнальнае ўзьдзеяньне на асяродзьдзе ў іншым месцы Сонечнай сыстэмы, то адноснае ўтрыманьне хімічных рэчываў, якімі б яны не былі, могуць выдаць яе прысутнасьць^[33].

Фатаграфіі, зробленыя дасьледчыцкай станцыяй Mars Global Surveyor 30 жніўня 1999 году (зьлева) і 10 верасьня 2005 году. Апошняя фатаграфія мае размыў, які пакідаецца вадой.

Думка аб тым, дзе ў Сонечнай сыстэме магло б узьнікнуць жыцьцё, была гістарычна абмежавана меркаваньнем, што жыцьцё ў выніку залежыць ад сьвятла й цяпла Сонца й таму абмежавана паверхняй плянэты. Трыма найбольш верагоднымі кандытатамі на наяўнасьць жыцьця ў Сонечнай сыстэме зьяўляюцца Марс, спадарожнік Юпітэра — Эўропа й спадарожнік Сатурна — Тытан^{[34][35][36][37][38]}. Гэтае меркаваньне заснавана на тым, што (у выпадку Марса й Эўропы) астранамічныя целы могуць мець вадкую ваду, малекулы якой неабходны для жыцьця ў якасьці растваральніка ў клетках. Вада на Марсе знаходзіцца ў палярных шапках, і новаўтвораныя яры, нядаўна назіраныя на Марсе, дазваляюць меркаваць, што вадкая вада можа існаваць, прынамсі часова, на паверхні плянэты^[39][40], і магчыма, у падземных умовах у геатэрмальных крыніцах. Пры марсіянскіх нізкіх тэмпэратурах і нізкім ціску вадкая вада, верагодна будзе вельмі салёнай^[41]. Што тычыцца Эўропы, то вадкая вада, верагодна, існуе пад паверхневым лядовым слоем^[42][34][35]. Гэтая вада можа быць нагрэта да вадкага стану вулканічнай актыўнасьцю на дне акіяна, але асноўнай крыніцай цяпла, верагодна, застаецца нагрэў прыліўнымі сіламі^[43].

Іншым астранамічным абʼектам, які патэнцыяльна можа падтрымліваць пазаземнае жыцьцё зьяўляецца самы вялікі спадарожнік Сатурна — Тытан^[38]. Лічыцца, што Тытан мае ўмовы, падобныя да раньняй Зямлі^[44]. На яго паверхні вучоныя выявілі першыя вадкія азёры за межамі Зямлі, але хучэй за ўсё яны складаюцца з этана й/ці мэтана. Пасьля вывучэньня зьвестак з зонда «Касіні» у сакавіку 2008 году было абвешчана, што Тытан таксама можа мець падземны акіян, які складаецца з вадкай вады й аміяку^[45]. Акрамя таго, спадарожнік Сатурна Энцэлад можа мець акіян пад лядовай шапкай^[46].

Гіпотэза ўнікальнай Зямлі

Асноўны артыкул: Гіпотэза ўнікальнай Зямлі

Дадзеная гіпотэза на падставе астрабіялагічных вывадаў сьцьвяржае, што шматклетачныя формы жыцьця зьяўляюцца больш рэдкімі, чым першапачаткова меркавалі вучоныя. Яна дае магчымы адказ на парадокс Фэрмі:

калі пазаземныя цывілізацыі зьяўляюцца даволі распаўсюджанымі, то чаму мы не назіраем ніякіх сьлядоў разумнага пазаземнага жыцьця?

Гэта тэорыя зьяўляецца процілеглай кропкай гледжаньня прынцыпа звычайнасьці, прапанаванага астраномамі Фрэнкам Дрэйкам, Карлам Саганам і іншымі. Прынцып звычайнасьці дапускае, што жыцьцё на Зямлі не зьяўляецца выключнай зьявай і зь вялікай доляй імавернасьці можа быць знойдзена на незьлічоным мностве іншых плянэт.

Згодна з антропным прынцыпам фундамэнтальныя законы Сусьвету наладжаны такім чынам, каб была магчымасьць існаваньня жыцьця. Антропны прынцып падтрымлівае гіпотэзу ўнікальнай Зямлі, сьцьвяржаючы, што элемэнты, якія неабходны для падтрыманьня жыцьця на Зямлі так «дакладна наладжаны», што шанс паўтарэньня ў іншым месцы вельмі малы. Сьцівен Джэй Гулд параўнаў сьцьвяржэньне, што «Сусьвет добра прыстасаваны для нашага тыпу жыцьця» з выказаваньнямі, што «сасіскі былі створаны такімі доўгімі й вузкімі, каб іх было добра класьці на сучасныя булачкі для хот-дога» ці «караблі былі вынайдзены ў якасьці дома для малюскаў»^[47][48].

Дасьледаваньні

Хаця апісаньне пазаземнага жыцьця зьяўляецца нявырашаным пытаньнем, а гіпотэзы й прагнозы наконт яе існаваньня й паходжаньня значна варʼіруюцца, тым ня менш, разьвіцьцё тэорыяў для падтрымкі пошука жыцьця ў бягучы момант можна лічыць найбольш канкрэтным практычным прымяненьнем астрабіялёгіі.

Біёлагі Джэк Коэн і матэматык Ян Сьцюарт, сярод іншага разглядаюць ксенабіялёгію асобна ад астрабіялёгіі. Коэн і Сьцюарт лічаць, што астрабіялогія — гэта пошук жыцьця падобнага да таго, якое існуе на Зямле за межамі Сонечнай сыстэмы, у той час, як ксенабіялёгія займаецца дасьледаваньнямі ў тых выпадках, калі мы мяркуем, што жыцьцё не заснавана на базе вуглярода ці тленнага дыханьня, але пакуль яна мае вызначаючыя характарыстыкі жыцьця. (Гл. Вугляродны шавінізм).

Вынікі дасьледаваньняў

Астэроіды маглі перанесьці «зародкі жыцьця» на Зямлю.

На гэты момант доказаў наяўнасьці пазаземнага жыцьця знойдзена не было.

Але 6 жніўня 1996 году вучоныя НАСА пасьля дасьледаваньня мэтэарыта ALH84001 абвясьцілі, што мэтэарыт можа ўтрымліваць доказы жыцьця на Марсе. Пры сканаваньні структур мэтэарыта растравым электронным мікраскопам былі выяўлены скамянеласьці, якія нагадалі навукоўцам «сьляды» зямных арганізмаў — так званых магнітатактычных бактэрыяў. Дасьледчыкі сьцьвяржалі, што менавіта такія спэцыфічныя скамянеласьці пакідаюць бактэрыі на Зямле, таму знаходка ідэнтычных скамянеласьцяў у мэтэарыце гаворыць на карысьць існаваньня бактэрыяў на яго роднай плянэце. Разам з тым, структуры, знойдзеныя на ALH 84001, складаюць 20-100 нанамэтраў у дыямэтры, што блізка да тэарэтычных нанабактэрыяў і значна менш за любую вядомую навуцы форму клетачнага жыцьця. Застаецца незразумелым, ці сьведчыць гэта аб тым, што на Марсе было ці ёсьць жыцьцё, ці верагодныя мікраарганізмы апынуліся на мэтэарыце ўжо на Зямлі, пасьля яго падзеньня^{[49][50][51][52]}.

Аб магчымай наяўнасьці жывых істот на паверхні Вэнэры абвясьціў у студзені 2012 году галоўны навуковы супрацоўнік Інстытуту касьмічных дасьледаваньняў РАН Леанід Ксанфомаліті. Пры вывучэньні фатаграфіяў, перасланых савецкімі апаратамі ў 1970-я й 1980-я гады, ён знайшоў нейкія абʼекты, якія зьяўляюцца й зьнікаюць на серыі пасьлядоўных здымкаў. Напрыклад, абʼект «скарпіён» зьяўляецца праз 90 хвілін пасьля ўключэньня камэры й праз 26 хвілін зьнікае, пакінуўшы пасьля сябе равок у глебе. Ксанфомаліті лічыць, што падчас пасадкі модуль стварыў моцны шум і «прабывальнікі» пакінулі месца пасадкі, а празь нейкі час, калі ўсё сьцішылася, яны вярнуліся^[53].

Мэтан

У 2004 годзе наземнымі тэлескопамі й зондам Mars Express быў выяўлены спэктральны маркер мэтана ў Атмасфэры Марса. З-за сонечнай радыяцыі і касьмічнага выпраменьваньня згодна з прагнозамі навукоўцаў мэтан павінен быў зьнікнуць з атмасфэры Марса на працягу некалькіх гадоў. Такім чынам, газ павінен быў актыўна папаўняцца, каб падтрымаць цяперашнюю канцэнтрацыю^[54][55]. Адным з вопытаў марсахода Mars Science laboratory, запушчанага 25 сьнежня 2011 году, зьяўляецца выкананьне больш дакладных вымярэньняў суадносін ізатопаў тлену і вуглярода ў вуглякіслым газе й мэтане ў атмасфэры Марса з мэтай вызначэньня геахімічнага альбо біялагічнага паходжаньня мэтана^[56][57][58].

Плянэтныя сыстэмы

Магчыма, што ў асобных плянэт у Сонечнай сыстэме, такіх як газавы гігант Юпітэр могуць быць спадарожнікі зь цьвёрдай паверхняй ці вадкім акіянам, якія зьяўляюцца больш прыдатнымі для жыцьця. Большасьць плянэт, выяўленых да 2014 году за межамі Сонечнай сыстэмы, зьяўляюцца гарачымі газавымі гігантамі й непрыдатныя для жыцьця. Такім чынам, дакладна невядома, ці зьяўляецца Сонечная сыстэма, з такой плянэтай як Зямля, унікальнай ці не. Палепшаныя мэтады выяўленьня й павялічаны час назіраньня безумоўна дазволяць знайсьці болей плянэтных сыстэм і, магчыма асобныя зь іх будуць падобныя да Зямлі. Напрыклад, місія Кеплер, прызначаная для выяўленьня плянэт памерам зь Зямлю вакол іншых зорак шляхам вымярэньня самых дробных зьмен у крывой бляску зоркі, калі плянэта праходзіць між зоркай і тэлескопам. Прагрэс у галіне інфрачырвонай і субмілімэтровай астраноміі дазволіў адкыць кампанеты іншых зорных сыстэм. Інфрачырвоныя дасьледаваньні выявілі паясы пылу й астэроідаў вакол далёкіх зорак, якія ляжаць у аснове фармаваньня плянэт.

Прыгоднасьць плянэты да жыцьця

Асноўны артыкул: Прыгоднасьць плянэты для жыцьця

Намаганьні, накіраваныя для адказу на пытаньне: «Наколькі распаўсюджаныя патэнцыяльна населеныя плянэты» мелі пэўны посьпех. 2 лютага 2011 году вучоныя, якія дасьледавалі зьвесткі з тэлескопа Кеплер, абвясьцілі, што ёсьць 54 кандыдаты ў плянэты, якія знаходзяцца ў населенай зоне сваіх зорак. Прычым 5 зь іх маюць памер супастаўны зь Зямлёй^[59].

Таксама вядзецца дасьледаваньне адносна абмежаваньняў навакольнага асяродзьдзя для жыцьця й працы экстрэмальных экасыстэм, дазваляючы дасьледчыкам прадказаць, якая плянэтная сыстэма магла бы быць найбольш прыгоднай для жыцьця. Такія місіі, як спускаемы апарат Фэнікс, Mars Science Laboratory і ExoMars да Марса, «Касіні» да спадарожніка Сатурна Тытан і місія «Ice Cliper» да спадарожнік Юпітэра Эўропы, даюць надзею на далейшае пашырэньне ведаў аб магчымасьці жыцьця на іншых плянэтах у Сонечнай сыстэме.

Навукова-папулярныя фільмы

• «Сусьвет. Астрабіялёгія» (па-ангельску: The Universe. Astrobiology) — навукова-папулярны фільм, зьняты History Channel у 2008 годзе.

Глядзіце таксама

• METI
• SETI
• Жыцьцё
• Пазаземнае жыцьцё
• Альтэрнатыўная біяхімія
• Прыгоднасьць плянэты для жыцьця
• Гіпотэза ўнікальнай Зямлі
• Прыдатнасьць для жыцьця сыстэмы чырвонага карліка

Крыніцы

1. Launching the Alien Debates (part 1 of 7). NASA (December 8.2006). Архіўная копія ад 2007-09-29 г.
2. iTWire — Sciencist will look for alien life, but Where and How?
3.  Ward, P. D The life and death of planeth Earth. — New Yorc: Owl Books, 2004. — ISBN 0805075127
4. ^ About Astrobiology. NASA (January 21, 2008). Архіўная копія ад 2012-02-15 г.
5. NASA Predicts Non-Green Plants on Other Planets. Goddard Space Flight Center. Праверана 6 сьнежня 2014 г. Архіўная копія ад 19 лістапада 2014 г.
6. Xenobiology.
7. . — New Brunswick,NY: Rutgers University Press, 2004.
8. Exoplanetology at the Pathfinder Landing Site. NASA Ames Research Center (5 September 1996). Праверана 6 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 20 лістапада 2004 г.
9. First Ruropean Workshop onExo/Astrobiology. Europesa Space Agency (2001). Праверана 6 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
10. ESA Embaracts Astrobiology. — Vol. 292. — DOI:10.1126/science.292.5522.1626
11. Astrobiology at Arizona State University Архіўная копія ад 19 ліпеня 2011 г.
12. CASE Undergraduate Degress(недаступная спасылка)
13. The Australian Centre of New South Wales
14. NOVA |Mars | Life’s Little Essential | PBS
15. polycyclic Aromatic Hydrocarbons: An interview With Dr. Farid Salama(недаступная спасылка)
16. M Dwarfs: The Search for Life in On Праверана 7 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 22 мая 2011 г.
17. The Virtual Planet laboratory. NASA. Праверана 7 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 18 лютага 2012 г.
18. Wath is the Drace Equation?. SETI League. Праверана 7 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 22 мая 2012 г.
19. jupiter^Friend or foe?. Europlanet. Праверана 7 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 22 чэрвеня 2022 г.
20. The Role Of Astrobiology in Solar System Exploation. SpaceRef.com. Праверана 7 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
21. coming Soon: «Good» Jupiterus Праверана 7 сьнежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
22. Wild Creatures Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 19 сакавіка 2006 г.
23. ^ Астрабіялёгія. — Vol. 2. — P. :281-92.. — DOI:10.1089/153110702762027862
24. Arsenic-living bacteria may help in hunt for alien life December 2, 2010 г.(недаступная спасылка)
25. Arsenic-Eating Bacteria Opens New Possibilites for Alien Life // space.comDecember 2, 2010 г.
26. Две дамы, ДНК и мышьяк Элементы.ру (артыкул Алены Клешчанка з часопіса «Хімія і жыццё», № 3, 2012 г.) Архівавана 10 сакавіка 2016.
27. Jupiter’s Moon Europa suspected Of fostering Life Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
28. Астрабіялёгія. — Vol. 2. — P. :281-92.. — DOI:10.1089/153110702762027862
29. Europa Mission: Lost in NASA Buget // space.com7 Februaru 2006 г.
30. Clues to possible life on Europa may lie buried in antarctic ice // NASAMarch 5, 1998 г. Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 31 ліпеня 2009 г.
31. fossil Sucession. U.S. Geological Survey (14 August 1997). Архіўная копія ад 2012-02-15 г.
32. ^ The universal nature of biochemitistry. — Vol. 98. — P. 805-808. — DOI:10.1073/pnas.98.3.805 Архіўная копія Праверана 11 студзеня 2017 г. Архіўная копія ад 17 верасня 2011 г.
33. Tellitale chemistry could betray ET 21 January 2011 г.
34. ^ Possibility of Life on Europa. MilwaukeeSchool of Engneering. Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
35. ^ Projects: europa Mission Campaiign. The Planetary society. Архіўная копія ад 2012-02-15 г.
36. Move Over Mars — Europa Needs Equal Billing. Space.com. Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 23 ліпеня 2008 г.
37. New Instrument Designed to Sift for Life on Mars. space.com. Праверана 13 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
38. ^ Scientists Reconsider Habitability of Saturn’s Moon 13 September 2005 г.
39. NASA Images in Brief Spurts on Mars // NASA
40. Water ice in crater at Martian north pole // European Space Agency28 July 2005 г.(недаступная спасылка)
41. Martian Water: Are There Extant Halobacteria on Mars?. — Vol. 1. — P. 161-164. — DOI:10.1089/153110701753198927(недаступная спасылка)
42. Galileo Unocovers Compelling Evidence of Ocean On Jupiters Moon Europa 24 August 2000 г.(недаступная спасылка)
43. Life on Europa, Part 1 // ABC Science5 November 2001 г.
44. Titan: Life in Solar System?
45. Saturn Moon Titan May Have Underground Ocean March 20, 2008 г.
46. Saturn moon «may have an ocean» 2006-03-10 г.
47.  Gould, Stephen Jay Lectures at Harvard University. — 1998.
48.  gould, Stefen Jay Why People Belive Weird Things:Pseudoscience, superstition, and Other confusions of Our Time. — 2002.
49. after 10 years, few belivwe life on Mars. Associated Press (on space com. Праверана 14 снежня 2014 г. [https://web.archive.org/web/20060809161936/http://www.space.com/scienceastronomy/ap_060806_mars_rock.html Архіўная копія ад 9 жніўня 2006 г.
50. McKay, David S., et al. (1996) «Searc for Past Life on Mars: Possible Relic biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001». Science. Vol. 273. no. 5277, pp. 924—930. URL accesed March 18, 2006.
51. Search for past life on Mars: Possible relic biogenic activity in Martian meteorite ALH84001. — Vol. 273. — P. 924-930. — DOI:10.1126/science.273.5277.924
52. USa.gov: The U.S. Goverment’s Official Web Portal(недаступная спасылка)
53. Советские зонды, возможно, засняли живых существ на Венере. РИА Новости (20 студзеня 2012). Праверана 14 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
54. Some problem related to the origin of methane on Mars. — Vol. 180. — P. 359-367. — DOI:10.1016/j.icarus.2005.10.015
55. FourierSpectrometr website(недаступная спасылка) (ESA, Mars Express)
56. Sample Analysis at Mars (SAM) Instrument Suite. NASA (2008). Праверана 14 снежня 2014 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
57. Making Sense of Mars Methane Astroiology Magazine Праверана 2008-10-08 г. Архіўная копія ад 15 лютага 2012 г.
58. Multilaser Herriot cell for planetary tunable laser spectrometrs. — Vol. 46. — P. 6923-6935. — DOI:10.1364/A).46.006923
59. NASA Finds Earth-size Planet Canditates in the Habitable Zone

Літаратура

• Астробиология // Большой энциклопедический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.

Вонкавыя спасылкі

• Astrobio.eu
• Astrobiology.nasa.gov
• The Astrobiology Web
• Astrobiology Magazine
• Australian Centre for Astrobiology
• Condition for Life Eweryhwere Архівавана 18 ліпеня 2006.
• Standart3D Stereoscopic Space Simulator including 30 exoplanet Архівавана 11 сакавіка 2016.
• International Astronomical Union Commission 51: Bioastronomy, official website
• NASA astrobiology Institute Архівавана 15 жніўня 2006.
• NASA-Macquarie University Pilbara Education Project
• NASA’s PlanetQuest
• Official Exoplanetology Website
• Podcast Interwiew with NAI’s Director Dr. Carl Pilcher
• Snaiad, a world-building project with creatures designed with evolutionary biology in mind. Архівавана 13 чэрвеня 2013.
• Stars and Habitable Planets