Sejarah Astrobiologi, objek penelitian dan pentingnya

itu astrobiologi atau exobiologi Ini adalah cabang biologi yang berhubungan dengan asal, distribusi, dan dinamika kehidupan, dalam konteks planet kita dan seluruh alam semesta. Kita dapat mengatakan bahwa, sebagai ilmu pengetahuan, astrobiologi adalah bagi alam semesta, seperti biologi bagi planet Bumi.

Karena spektrum luas aksi astrobiologi, ilmu-ilmu lain menyatu di dalamnya: fisika, kimia, astronomi, biologi molekuler, biofisika, biokimia, kosmologi, geologi, matematika, ilmu komputer, sosiologi, antropologi, arkeologi, dan lainnya..

Astrobiologi memahami kehidupan sebagai fenomena yang bisa "universal". Ini berkaitan dengan konteks mereka atau skenario yang memungkinkan; persyaratan dan ketentuan minimum Anda; proses yang terlibat; proses ekspansifnya; di antara topik lainnya. Ini tidak terbatas pada kehidupan yang cerdas, tetapi mengeksplorasi semua jenis kehidupan yang mungkin.

Indeks

• 1 Sejarah astrobiologi
  • 1.1 Visi Aristotelian
  • 1.2 Visi Copernicus
  • 1.3 Gagasan pertama tentang kehidupan di luar bumi
• 2 Obyek studi astrobiologi
• 3 Mars sebagai model studi dan eksplorasi ruang angkasa
  • 3.1 Misi Mariner dan perubahan paradigma
  • 3.2 Apakah ada kehidupan di Mars? Misi Viking
  • 3.3 Misi Beagle 2, Mars Polar Lander
  • 3.4 Misi Phoenix
  • 3.5 Eksplorasi Mars berlanjut
  • 3.6 Ada air di Mars
  • 3,7 meteorit Mars
  • 3.8 Panspermia, meteorit, dan komet
• 4 Pentingnya astrobiologi
  • 4.1 Paradoks Fermi
  • 4.2 Program SETI dan pencarian intelijen luar angkasa
  • 4.3 Persamaan Drake
  • 4.4 Skenario baru
• 5 Astrobiologi dan eksplorasi ujung-ujung Bumi
• 6 Perspektif astrobiologi
• 7 Referensi

Sejarah astrobiologi

Sejarah astrobiologi dapat kembali ke awal manusia sebagai spesies dan kemampuannya untuk mempertanyakan dirinya sendiri tentang kosmos dan kehidupan di planet kita. Dari sana muncul visi dan penjelasan pertama yang masih ada sampai sekarang dalam mitos banyak orang.

Visi Aristotelian

Visi Aristotelian menganggap Matahari, Bulan, sisa planet dan bintang, sebagai bola sempurna yang mengorbit kita, membuat lingkaran konsentris di sekitar kita.

Visi ini merupakan model geosentris dari alam semesta dan merupakan konsepsi yang menandai kemanusiaan selama Abad Pertengahan. Mungkin tidak masuk akal pada waktu itu, pertanyaan tentang keberadaan "penghuni" di luar planet kita.

Visi Copernicus

Pada Abad Pertengahan, Nicolaus Copernicus mengusulkan model heliosentrisnya, yang menempatkan Bumi sebagai satu lagi planet, yang berputar mengelilingi matahari..

Pendekatan ini sangat memengaruhi cara kita memandang seluruh alam semesta dan bahkan memandang diri kita sendiri, karena itu menempatkan kita di tempat yang mungkin tidak "istimewa" seperti yang kita pikirkan. Dibuka kemudian kemungkinan keberadaan planet lain yang mirip dengan kita dan, dengan itu, kehidupan berbeda dari yang kita tahu.

Gagasan pertama tentang kehidupan di luar bumi

Penulis dan filsuf Perancis, Bernard le Bovier de Fontenelle, pada akhir abad ke-17, sudah menyarankan bahwa kehidupan bisa ada di planet lain.

Pada pertengahan abad kedelapan belas, banyak cendekiawan terkait dengan Pencahayaan, mereka menulis tentang kehidupan di luar bumi. Bahkan para astronom terkemuka saat itu, seperti Wright, Kant, Lambert, dan Herschel, berasumsi bahwa planet, bulan, dan bahkan komet dapat dihuni..

Dengan demikian, abad kesembilan belas dimulai dengan mayoritas ilmuwan, filsuf dan teolog akademis, yang berbagi kepercayaan akan keberadaan kehidupan di luar bumi di hampir semua planet. Ini dianggap sebagai asumsi yang kuat pada waktu itu, berdasarkan pada pemahaman ilmiah yang berkembang tentang kosmos.

Perbedaan besar antara benda langit tata surya (sehubungan dengan komposisi kimianya, atmosfer, gravitasi, cahaya dan panas), diabaikan..

Namun, ketika kekuatan teleskop meningkat dan dengan munculnya spektroskopi, para astronom dapat mulai memahami kimia atmosfer planet terdekat. Dengan demikian, dapat dikesampingkan bahwa planet-planet terdekat dihuni oleh organisme yang mirip dengan yang terestrial.

Objek studi astrobiologi

Astrobiology berfokus pada studi pertanyaan dasar berikut:

• Apa itu hidup??
• Bagaimana kehidupan di Bumi terjadi?
• Bagaimana kehidupan berevolusi dan berkembang?
• Apakah ada kehidupan di tempat lain di alam semesta?
• Apa masa depan kehidupan di Bumi dan di tempat-tempat lain di alam semesta, jika ada?

Dari pertanyaan-pertanyaan ini muncul banyak orang lain semua yang berhubungan dengan objek studi astrobiologi.

Mars sebagai model studi dan eksplorasi ruang angkasa

Planet merah, Mars, telah menjadi benteng terakhir dari hipotesis kehidupan makhluk luar angkasa di dalam tata surya. Gagasan tentang keberadaan kehidupan di planet ini, awalnya berasal dari pengamatan para astronom pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20..

Ini berpendapat bahwa tanda di permukaan Mars sebenarnya adalah saluran yang dibangun oleh populasi organisme cerdas. Pola-pola ini sekarang dianggap sebagai produk angin.

Misi Mariner dan pergeseran paradigma

Probe ruang Mariner, mereka mencontohkan usia ruang yang dimulai pada akhir tahun 1950. Era ini memungkinkan kita untuk secara langsung memvisualisasikan dan memeriksa permukaan planet dan bulan dalam tata surya; dengan demikian membuang afirmasi bentuk kehidupan luar angkasa multiseluler dan mudah dikenali di tata surya.

Pada tahun 1964 misi NASA Mariner 4, Dia mengirim foto-foto dekat pertama dari permukaan Mars, menunjukkan planet gurun pada dasarnya.

Namun, misi berikutnya yang dikirim ke Mars dan ke planet-planet luar, memungkinkan pandangan rinci tentang tubuh-tubuh dan bulan-bulan mereka dan, terutama dalam kasus Mars, sebagian pemahaman tentang sejarah awal mereka..

Dalam berbagai skenario luar angkasa, para ilmuwan menemukan lingkungan yang tidak berbeda dengan lingkungan yang dihuni di Bumi.

Kesimpulan paling penting dari misi luar angkasa pertama ini, adalah penggantian asumsi spekulatif untuk bukti kimia dan biologis, yang memungkinkan untuk dipelajari dan dianalisis secara objektif..

Apakah ada kehidupan di Mars? Misi Viking

Dalam contoh pertama, hasil dari misi Mariner mendukung hipotesis tentang tidak adanya kehidupan di Mars. Namun, kita harus mempertimbangkan bahwa ia mencari kehidupan makroskopis. Kemudian misi mempertanyakan tidak adanya kehidupan mikroskopis.

Misalnya, dari tiga percobaan yang dirancang untuk mendeteksi kehidupan, yang dibuat oleh penyelidikan terestrial misi Viking, dua menghasilkan hasil positif dan satu negatif.

Meskipun demikian, sebagian besar ilmuwan terlibat dalam percobaan penyelidikan Viking setuju bahwa tidak ada bukti kehidupan bakteri di Mars dan hasilnya secara resmi tidak dapat disimpulkan.

Misi Beagle 2, Mars Polar Lander

Setelah hasil kontroversial dilemparkan oleh misi Viking, European Space Agency (ESA) meluncurkan misi pada tahun 2003 Mars Express, dirancang khusus untuk studi eksobiologis dan geokimia.

Misi ini termasuk penyelidikan yang disebut Beagle 2 (homonim dengan kapal tempat Charles Darwin bepergian), dirancang untuk mencari tanda-tanda kehidupan di permukaan Mars yang dangkal.

Sayangnya, penyelidikan ini kehilangan kontak dengan Bumi dan tidak dapat mengembangkan misinya dengan memuaskan. Nasib serupa juga terjadi pada penyelidikan NASA "Mars Polar Lander"Pada 1999.

Misi Phoenix

Setelah upaya yang gagal ini, pada bulan Mei 2008, misi Phoenix dari NASA datang ke Mars, memperoleh hasil luar biasa hanya dalam 5 bulan. Tujuan penelitian utamanya adalah exobiologis, iklim dan geologis.

Probe ini dapat menunjukkan adanya:

• Bersalju di atmosfer Mars.
• Air dalam bentuk es di bawah lapisan atas planet ini.
• Tanah dasar pH antara 8 dan 9 (setidaknya di daerah dekat keturunan).
• Air cair di permukaan Mars di masa lalu

Eksplorasi Mars berlanjut

Eksplorasi Mars berlanjut hari ini, dengan instrumen robot berteknologi tinggi. Misi dari Penemu (MER-A dan MER-B), telah memberikan bukti yang mengesankan bahwa ada aktivitas air di Mars.

Sebagai contoh, bukti keberadaan air tawar, mata air mendidih, atmosfer padat dan siklus air aktif telah ditemukan.

Di Mars, bukti telah diperoleh bahwa beberapa batu telah dicetak di hadapan air cair, seperti Jarosite, terdeteksi oleh Rover MER-B (Peluang), yang aktif dari 2004 hingga 2018.

itu Rover MER-A (Keingintahuan), telah mengukur fluktuasi musiman metana, yang selalu terkait dengan aktivitas biologis (data yang diterbitkan pada tahun 2018 dalam jurnal Science). Ia juga menemukan molekul organik seperti tiofena, benzena, toluena, propana, dan butana.

Ada air di Mars

Meskipun permukaan Mars saat ini tidak ramah, ada bukti jelas bahwa di masa lalu yang jauh, iklim Mars memungkinkan air cair, bahan penting untuk kehidupan seperti yang kita tahu, menumpuk di permukaan..

Data dari Rover MER-A (Keingintahuan), mengungkapkan bahwa miliaran tahun yang lalu, sebuah danau di dalam kawah Gale, mengandung semua bahan yang diperlukan untuk kehidupan, termasuk komponen kimia dan sumber energi.

Meteorit Mars

Beberapa peneliti menganggap meteorit Mars sebagai sumber informasi yang baik tentang planet ini, sejauh menyatakan bahwa mereka mengandung molekul organik alami dan bahkan mikrofosil bakteri. Pendekatan-pendekatan ini adalah pokok perdebatan ilmiah.

Meteorit dari Mars ini sangat langka dan merupakan satu-satunya sampel yang dapat dianalisis secara langsung dari planet merah.

Panspermia, meteorit, dan komet

Salah satu hipotesis yang mendukung studi meteorit (dan juga komet), disebut panspermia. Ini terdiri dari asumsi bahwa di masa lalu kolonisasi Bumi terjadi, oleh mikroorganisme yang masuk ke dalam meteorit ini..

Saat ini, ada juga hipotesis yang menyatakan bahwa air tanah berasal dari komet yang mengebom planet kita di masa lalu. Selain itu, diyakini bahwa komet-komet ini mungkin membawa serta molekul-molekul primal, yang memungkinkan perkembangan kehidupan atau bahkan kehidupan yang sudah berkembang yang bertempat di dalamnya.

Baru-baru ini, pada bulan September 2017, Badan Antariksa Eropa (ESA) telah berhasil menyelesaikan misi Rosette, diluncurkan pada tahun 2004. Misi ini terdiri dari eksplorasi komet 67P / Churyumov-Gerasimenko dengan probe Philae yang mencapai dan mengorbit, lalu turun. Hasil misi ini masih dalam studi.

Pentingnya astrobiologi

Paradoks Fermi

Dapat dikatakan bahwa pertanyaan awal yang memotivasi studi Aastrobiologi adalah: Apakah kita sendirian di alam semesta??

Hanya di Bima Sakti ada ratusan miliar sistem bintang. Fakta ini, ditambah dengan usia alam semesta, membuat kita berpikir bahwa kehidupan harus menjadi fenomena umum di galaksi kita.

Di seputar subjek ini, pertanyaan yang diajukan oleh fisikawan pemenang Hadiah Nobel Enrico Fermi terkenal: "Di mana mereka semua?", Yang ia rumuskan dalam konteks makan siang, di mana fakta bahwa galaksi harus penuh dibahas. hidup.

Pertanyaan itu akhirnya memunculkan Paradox yang menyandang namanya dan yang diucapkan dengan cara berikut:

"Keyakinan bahwa alam semesta mengandung banyak peradaban berteknologi maju, dikombinasikan dengan kurangnya bukti pengamatan untuk mendukung visi itu, tidak konsisten."

Program SETI dan pencarian intelijen luar angkasa

Kemungkinan tanggapan terhadap paradoks Fermi, bisa jadi peradaban yang kita pikirkan, sebenarnya jika mereka ada di sana, tetapi kita belum mencarinya..

Pada tahun 1960, Frank Drake dan para astronom lainnya memulai program pencarian intelijen luar angkasa (SETI)..

Program ini telah melakukan upaya bersama dengan NASA, dalam mencari tanda-tanda kehidupan di luar bumi, seperti sinyal radio dan gelombang mikro. Pertanyaan-pertanyaan tentang bagaimana dan ke mana harus mencari sinyal-sinyal ini telah menyebabkan kemajuan besar di banyak cabang ilmu pengetahuan.

Pada tahun 1993, Kongres AS membatalkan pendanaan untuk NASA untuk tujuan ini, sebagai akibat dari kesalahpahaman tentang arti dari apa yang dimaksud pencarian. Saat ini, proyek SETI dibiayai dengan dana pribadi.

Proyek SETI bahkan telah memunculkan film-film Hollywood, seperti Kontak, dibintangi aktris Jodie Foster dan terinspirasi oleh novel homonim yang ditulis oleh astronom terkenal di dunia Carl Sagan.

Persamaan Drake

Frank Drake memperkirakan jumlah peradaban dengan kapasitas komunikatif, dengan ekspresi yang menyandang namanya:

N = R * x f_hal x n_e x f_l x f_saya x f_c x L

Di mana N mewakili jumlah peradaban dengan kapasitas untuk berkomunikasi dengan Bumi dan dinyatakan sebagai fungsi dari variabel lain seperti:

• R *: laju pembentukan bintang mirip dengan matahari kita
• f_hal: bagian dari sistem bintang ini dengan planet
• n_e: jumlah planet yang mirip dengan Bumi oleh sistem planet
• f_l: fraksi planet-planet tersebut di mana kehidupan berkembang
• f_saya: fraksi di mana kecerdasan muncul
• f_c: fraksi planet yang sesuai secara komunikasi
• L.: harapan "kehidupan" peradaban ini.

Drake merumuskan persamaan ini sebagai alat untuk "mengukur" masalah, alih-alih sebagai elemen untuk membuat perkiraan konkret, karena banyak istilahnya sangat sulit untuk diperkirakan. Namun, ada konsensus bahwa jumlah yang cenderung melempar besar.

Skenario baru

Kita harus mencatat bahwa, ketika persamaan Drake dirumuskan, ada sangat sedikit bukti planet dan bulan di luar tata surya kita (exoplanet). Pada dekade 1990-an, bukti pertama dari planet ekstrasurya muncul.

Misalnya misi Kepler NASA, mendeteksi 3538 kandidat untuk planet ekstrasurya, di mana setidaknya 1000 dianggap berada di "zona layak huni" dari sistem yang dipertimbangkan (jarak yang memungkinkan keberadaan air cair).

Astrobiologi dan eksplorasi ujung-ujung Bumi

Salah satu kelebihan astrobiologi adalah bahwa ia telah menginspirasi, sebagian besar, keinginan untuk menjelajahi planet kita sendiri. Ini dengan harapan pemahaman dengan analogi fungsi kehidupan dalam skenario lain.

Sebagai contoh, studi tentang sumber hidrotermal di dasar samudera memungkinkan kita mengamati untuk pertama kalinya, kehidupan yang tidak terkait dengan fotosintesis. Dengan kata lain, studi-studi ini menunjukkan kepada kita bahwa mungkin ada sistem di mana kehidupan tidak bergantung pada sinar matahari, yang selalu dianggap sebagai persyaratan yang sangat diperlukan..

Ini memungkinkan kita untuk menduga skenario yang mungkin untuk kehidupan di planet-planet di mana air cair dapat diperoleh, tetapi di bawah lapisan es yang tebal, yang akan mencegah kedatangan cahaya ke organisme..

Contoh lain adalah studi tentang lembah kering Antartika. Ada bakteri fotosintetik selamat yang telah terlindung di dalam batuan (bakteri endolitik).

Dalam hal ini, batu tersebut berfungsi sebagai penopang dan perlindungan terhadap kondisi buruk tempat itu. Strategi ini juga telah terdeteksi di dataran garam dan sumber air panas.

Perspektif astrobiologi

Pencarian ilmiah untuk kehidupan di luar bumi sejauh ini belum berhasil. Tapi itu menjadi lebih canggih, karena penelitian astrobiologis menghasilkan pengetahuan baru. Dekade eksplorasi astrobiologis berikutnya akan menyaksikan:

• Upaya yang lebih besar untuk menjelajahi Mars dan bulan-bulan dingin di Jupiter dan Saturnus.
• Kemampuan yang belum pernah terjadi sebelumnya untuk mengamati dan menganalisis planet ekstrasurya.
• Potensi yang lebih besar untuk merancang dan mempelajari bentuk kehidupan yang lebih sederhana di laboratorium.

Semua kemajuan ini pasti akan meningkatkan kemungkinan kita menemukan kehidupan di planet yang mirip dengan Bumi. Tapi mungkin, kehidupan di luar bumi tidak ada atau begitu tersebar di seluruh galaksi, sehingga kita hampir tidak memiliki kesempatan untuk menemukannya.

Bahkan jika skenario terakhir ini benar, penelitian dalam astrobiologi semakin memperluas perspektif kita tentang kehidupan di Bumi dan tempatnya di alam semesta..

Referensi

1. Chela-Flores, J. (1985). Evolusi sebagai fenomena kolektif. Jurnal Theoretical Biology, 117 (1), 107-118. doi: 10.1016 / s0022-5193 (85) 80166-1
2. Eigenbrode, J.L., Panggilan, R.E, Steele, A., Freissinet, C., Millan, M., Navarro-Gonzalez, R., ... Coll, P. (2018). Bahan organik disimpan dalam batu lumpur berusia 3 miliar tahun di kawah Gale, Mars. Sains, 360 (6393), 1096-1101. doi: 10.1126 / science.aas9185
3. Goldman, A. D. (2015). Astrobiologi: Suatu Tinjauan. Dalam: Kolb, Vera (eds). ASTROBIOLOGI: Suatu Pendekatan Evolusioner CRC Press
4. Goordial, J., Davila, A., Lacelle, D., Pollard, W., Marinova, M., Greer, C. W., ... Whyte, L. G. (2016). Mendekati batas kering kehidupan mikroba di permafrost lembah kering bagian atas, Antartika. The ISME Journal, 10 (7), 1613-1624. doi: 10.1038 / ismej.2015.239
5. Krasnopolsky, V. A. (2006). Beberapa masalah terkait dengan asal metana di Mars. Icarus, 180 (2), 359-367. doi: 10.1016 / j.icarus.2005.10.015
6. LEVIN, G. V., & STRAAT, P. A. (1976). Eksperimen Rilis Biologi Berlabel Viking berlabel: Hasil Sementara. Sains, 194 (4271), 1322-1329. doi: 10.1126 / science.194.4271.1322
7. Ten Kate, I. L. (2018). Molekul organik di Mars. Sains, 360 (6393), 1068-1069. doi: 10.1126 / science.aat2662
8. Webster, C.R., Mahaffy, P.R., Atreya, S.K., Moores, J.E., Flesch, G.J., Malespin, C., ... Vasavada, A.R. (2018). Tingkat latar belakang metana di atmosfer Mars menunjukkan variasi musiman yang kuat. Sains, 360 (6393), 1093-1096. doi: 10.1126 / science.aaq0131
9. Whiteway, JA., Komguem, L., Dickinson, C., Cook, C., Illnicki, M., Seabrook, J., ... Smith, P. H. (2009). Air Awan-Mars Awan dan Curah Hujan. Sains, 325 (5936), 68-70. doi: 10.1126 / science.1172344