Astrobiologia, cunoscută anterior sub numele de exobiologie, este un domeniu științific interdisciplinar care studiază originile, evoluția timpurie, distribuția și viitorul vieții în Univers. Astrobiologia ia în considerare problema existenței vieții extraterestre și, dacă există, modul în care oamenii o pot detecta.
Astrobiologia folosește biologia moleculară, biofizica, biochimia, chimia, astronomia, cosmologia fizică, exoplanetologia și geologia pentru a cerceta posibilitatea vieții pe alte lumi și pentru a ajuta la recunoașterea biosferelor care ar putea fi diferite de cele de pe Pământ. Originea și evoluția timpurie a vieții este o parte inseparabilă a disciplinei astrobiologiei. Astrobiologia se preocupă de interpretarea datelor științifice existente și, deși speculațiile atrag atenția asupra anumitor idei sau evenimente, astrobiologia se preocupă în primul rând de ipoteze care se încadrează ferm în teoriile științifice existente.
Acest domeniu interdisciplinar cuprinde cercetări cu privire la originea sistemelor planetare, originile compușilor organici din spațiu, interacțiunile stâncă-apă-carbon, abiogeneza pe Pământ, habitabilitatea planetară, cercetarea biosemnaturilor pentru detectarea vieții și studii privind potențialul de adaptare a vieții la provocări pe Pământ și în spațiul cosmic.
Poate că biochimia a început la scurt timp după Big Bang, acum 13,8 miliarde de ani, într-o epocă locuibilă când Universul avea doar 10–17 milioane de ani. Conform ipotezei panspermiei, viața microscopică — distribuită de meteoriți, asteroizi și alte corpuri mici ale Sistemului Solar — poate exista în tot Universul. Potrivit cercetărilor publicate în august 2015, galaxiile foarte mari pot fi mai favorabile pentru crearea și dezvoltarea de planete locuibile decât galaxii mai mici precum Calea Lactee. Cu toate acestea, Pământul este singurul loc din Univers pe care oamenii îl cunosc ca adăpostind viața. Estimări ale zonelor locuibile din jurul altor stele, împreună cu descoperirea a sute de planete extrasolare și noi perspective asupra habitatelor extreme aici, pe Pământ, sugerează că pot exista mult mai multe locuri locuibile în Univers decât se considera posibil până foarte recent.
Studiile actuale asupra planetei Marte de către roverii Curiosity, Opportunity și Perseverance caută dovezi ale vieții trecute. Căutarea dovezilor de habitabilitate, tafononomie (legată de fosile) și molecule organice de pe planeta Marte este acum un obiectiv principal al NASA și ESA.
Chiar dacă viața extraterestră nu este descoperită niciodată, natura interdisciplinară a astrobiologiei și perspectivele cosmice și evolutive generate de aceasta, pot avea ca rezultat o serie de beneficii aici pe Pământ.
Cadru general Termenul a fost propus pentru prima dată de astronomul rus (sovietic) Gavriil Tikhov în 1953. Astrobiologie derivă etimologic din greaca veche , astron, „constelație, stea”; , bios, „viață” și , -logia, studiu. Sinonimele astrobiologiei sunt diverse; totuși sinonimele au fost structurate în raport cu cele mai importante științe implicate în dezvoltarea sa: astronomia și biologia. Un sinonim apropiat este exobiologia din grecescul , „extern”; Βίος, bios, „viață”; și λογία, -logia, studiu. Termenul de exobiologie a fost inventat de biologul molecular și câștigătorul Premiului Nobel Joshua Lederberg.Launching a New Science: Exobiology and the Exploration of Space The National Library of Medicine. Exobiologia este considerată a avea o sferă îngustă, limitată, în căutarea vieții din exteriorul Pământului, în timp ce domeniul astrobiologiei este mai vast și cercetează legătura dintre viață și univers, care include căutarea vieții extraterestre, dar include și studiul vieții pe Pământ, originea, evoluția și limitele sale.
Un alt termen folosit în trecut este xenobiologie, un cuvânt folosit în 1954 de scriitorul de science fiction Robert Heinlein în lucrarea sa The Star Beast. Termenul de xenobiologie este folosit acum într-un sens mai specializat, pentru a însemna „biologie bazată pe chimie străină”, fie că este de origine extraterestră sau terestră (eventual sintetică).
Deși este un domeniu în curs de dezvoltare, întrebarea dacă există viață în altă parte a universului este o ipoteză verificabilă și, prin urmare, o linie validă de cercetare științifică. Deși odată considerată în afara curentului principal al cercetării științifice, astrobiologia a devenit un domeniu de studiu oficial.
Expertul american îm știință planetară David Grinspoon numește astrobiologia un domeniu al filosofiei naturale, întemeind speculațiile pe necunoscut, în teoria științifică cunoscută.Grinspoon 2004 Interesul NASA pentru exobiologie a început odată cu dezvoltarea Programului Spațial al SUA. În 1959, NASA a finanțat primul său proiect de exobiologie, iar în 1960 a fondat un program de exobiologie, care este acum unul dintre cele patru elemente principale ale programului actual de astrobiologie al NASA. În 1971, NASA a finanțat căutarea inteligenței extraterestre (SETI) pentru a căuta frecvențele radio din spectrul electromagnetic pentru comunicațiile interstelare transmise de viața extraterestră din afara Sistemului Solar. Misiunile Viking ale NASA pe Marte, lansate în 1976, au inclus trei experimente de biologie menite să caute metabolismul vieții prezente pe Marte.
Progresele în domeniile astrobiologiei, astronomiei observaționale și descoperirea unor mari varietăți de extremofili cu o capacitate extraordinară de a se dezvolta în cele mai dure medii de pe Pământ, au condus la speculații că viața ar putea fi înfloritoare pe multe dintre corpurile extraterestre din univers. Un accent deosebit al cercetării actuale în astrobiologie este căutarea vieții pe Marte datorită apropierii acestei planete de Pământ și a istoriei geologice. Există un număr tot mai mare de dovezi care sugerează că Marte a avut anterior o cantitate considerabilă de apă la suprafața sa, apa fiind considerată un precursor esențial pentru dezvoltarea vieții bazate pe carbon.
Misiunile special concepute pentru a căuta viața actuală pe Marte au fost sondele programului Viking și sonda Beagle 2. Rezultatele Viking au fost neconcludente, iar Beagle 2 a eșuat la câteva minute după aterizare. O misiune viitoare cu un puternic rol astrobiologic ar fi putut fi Jupiter Icy Moons Orbiter, concepută pentru a studia lunile înghețate ale lui Jupiter — dintre care unele pot avea apă lichidă — dacă nu ar fi fost anulată. La sfârșitul anului 2008, landerul Phoenix a cercetat mediul în ceea ce privește locuibilitatea planetară trecută și prezentă a vieții microbiene de pe Marte și a cercetat istoria apei de acolo.
În 2016, Agenția Spațială Europeană a identificat cinci subiecte principale de cercetare și câteva obiective științifice cheie pentru fiecare subiect. Cele cinci teme de cercetare sunt: 1) Originea și evoluția sistemelor planetare; 2) Originile compușilor organici în spațiu; 3) Interacțiuni rocă-apă-carbon, sinteză organică pe Pământ și pași către viață; 4) Viața și locuibilitatea; 5) Biosemnăturile ce facilitează detectarea vieții.
În noiembrie 2011, NASA a lansat misiunea Mars Science Laboratory transportând roverul Curiosity, care a aterizat pe Marte la craterul Gale în august 2012. Roverul Curiosity cercetează în prezent mediul pentru locuibilitatea planetară trecută și prezentă a vieții microbiene de pe Marte. La 9 decembrie 2013, NASA a raportat că, pe baza dovezilor de la Curiosity care a studiat câmpia Aeolis Palus, craterul Gale conținea un lac străvechi de apă dulce care ar fi putut fi un mediu primitor pentru viața microbiană.
Metodologie Habitabilitate planetară
Când căutăm viață pe alte planete asemănătoare Pământului, unele ipoteze simplificatoare sunt utile pentru a reduce dimensiunea sarcinii astrobiologului. Una este presupunerea informată că marea majoritate a formelor de viață din galaxia noastră se bazează pe chimia carbonului, la fel ca toate formele de viață de pe Pământ. Carbonul este bine cunoscut pentru varietatea neobișnuit de mare de molecule care se pot forma în jurul său. Carbonul este al patrulea element ca abundență din univers, iar energia necesară pentru a face sau rupe o legătură este la nivelul potrivit pentru a construi molecule care nu sunt doar stabile, ci și reactive. Faptul că atomii de carbon se leagă ușor de alți atomi de carbon permite construirea de molecule extrem de lungi și complexe.
Prezența apei lichide este o cerință asumată, deoarece este o moleculă comună și oferă un mediu excelent pentru formarea de molecule complicate pe bază de carbon care ar putea duce în cele din urmă la apariția vieții. Unii cercetători presupun mediile de amestecuri apă-amoniac ca posibili solvenți pentru tipuri ipotetice de biochimie.
O a treia presupunere este concentrarea asupra planetelor care orbitează în jurul stelelor asemănătoare Soarelui pentru probabilități crescute de locuibilitate planetară. Stelele foarte mari au durate de viață relativ scurte, ceea ce înseamnă că viața ar putea să nu aibă timp să apară pe planetele care le orbitează. Stelele foarte mici furnizează atât de puțină căldură încât numai planetele aflate pe orbite foarte apropiate în jurul lor nu ar fi planete înghețate solide, iar pe orbite atât de apropiate, aceste planete ar fi „blocate” în rezonanță de stea. Durata lungă de viață a piticelor roșii ar putea permite dezvoltarea unor medii locuibile pe planete cu atmosfere groase. Acest lucru este semnificativ, deoarece piticele roșii sunt extrem de comune.
Deoarece Pământul este singura planetă cunoscută că adăpostește viață, nu există o modalitate evidentă de a ști dacă vreuna dintre aceste presupuneri simplificatoare este corectă.
Încercări de comunicare
Cercetările privind comunicarea cu inteligența extraterestră (CETI) se concentrează pe compunerea și descifrarea mesajelor care ar putea fi teoretic înțelese de o altă civilizație tehnologică. Încercările de comunicare ale oamenilor au inclus difuzarea de limbaje matematice, sisteme picturale precum mesajul Arecibo și abordări computaționale pentru detectarea și descifrarea comunicării în limbaj „natural”. Programul SETI, de exemplu, folosește atât telescoape radio, cât și telescoape optice pentru a căuta semnale deliberate de la o inteligență extraterestră.
În timp ce unii oameni de știință, cum ar fi Carl Sagan, au susținut transmiterea de mesaje,Sagan, Carl. Communication with Extraterrestrial Intelligence. MIT Press, 1973, 428 pp. fizicianul Stephen Hawking a avertizat împotriva ei, sugerând că extratereștrii ar putea pur și simplu să atace Pământul pentru resursele sale și apoi să plece mai departe.
Elemente de astrobiologie
Astronomie
Majoritatea cercetărilor de astrobiologie legate de astronomie se încadrează în categoria detectării planetelor extrasolare (exoplanete), ipoteza fiind că dacă viața ar apărea pe Pământ, atunci ar putea apărea și pe alte planete cu caracteristici similare. În acest scop, au fost luate în considerare o serie de instrumente concepute pentru să detecteze exoplanete de dimensiunea Pământului, mai ales Terrestrial Planet Finder (TPF) de la NASA și programul Darwin al ESA, ambele fiind anulate. NASA a lansat misiunea Kepler în martie 2009, iar Agenția Spațială Franceză a lansat misiunea spațială COROT în 2006.