Auf Der Suche Nach Fremdem Leben Ist "jeder Ein Astrobiologe"

2023 Autor: Peter Bradberry | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-21 22:30

Wissenschaftler planen neue Wege auf der Suche nach kosmischer Gesellschaft.

IRVINE, Kalifornien-Mary Voytek, leitende Wissenschaftlerin der NASA für Astrobiologie, sagt anderen Forschern gern, dass "jeder ein Astrobiologe ist; sie wissen es einfach noch nicht."

Was sie meint, ist, dass die Beantwortung der Frage, die derzeit im Zentrum der Astrobiologie steht - Existiert das Leben jenseits der Erde? - Beiträge aus einem unglaublich breiten Spektrum von Disziplinen erfordert, darunter Astrophysik, Geologie, Exoplanetenwissenschaft, Planetenforschung, Chemie und verschiedene Teilbereiche der Biologie.

Auf der positiven Seite bedeutet dies, dass Astrobiologen eine Menge Ressourcen zur Verfügung haben, auf die sie zurückgreifen können. Es bedeutet aber auch, dass Menschen wie Voytek mit einer Flut relevanter Informationen aus all diesen wissenschaftlichen Bereichen umgehen und herausfinden müssen, wie Wissenschaftler aus diesen Disziplinen zur Zusammenarbeit gebracht werden können. Voytek und andere Vertreter der NASA diskutierten auf dem von den Nationalen Akademien der Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin veranstalteten Treffen der Astrobiologie-Wissenschaftsstrategie für die Suche nach Leben im Universum, wie sie mit diesem Informationsfluss und dem interdisziplinären Charakter des Fachgebiets umgehen. hier an der University of California, Irvine diese Woche. [Sind wir alleine? Wissenschaftler diskutieren die Suche nach Leben und Chancen von E. T.].

Ein Informationsfluss

Im Jahr 2017 nahm der Kongress eine Aktualisierung des Gesetzes vor, das den Zweck und die Ziele der NASA definiert: In der neuen Sprache wurde festgelegt, dass die Agentur ein Verständnis für die Natur und Verteilung des Lebens jenseits der Erde anstreben sollte, falls es existiert. Natürlich hat die NASA schon sehr lange nach fremdem Leben gesucht, aber der neue Wortlaut könnte die Tatsache widerspiegeln, dass selbst Mitglieder der Öffentlichkeit (und Mitglieder des Kongresses) wissen, dass sich das Gebiet der Astrobiologie aufheizt.

"Die Art der Forschung, die wir in der Astrobiologie betreiben, war lange Zeit technologiebeschränkt", sagte Voytek in einem Interview mit Space.com. Aber moderne technologische Innovationen haben "die Dinge für uns aufgerissen", sagte sie, was bedeutet, dass in der Astrobiologie riesige Mengen relevanter Informationen aus allen Richtungen kommen, von der Medizin bis zur Planetenforschung.

Hier sind einige Beispiele für Orte, von denen diese Informationen stammen:

Die Kepler-Mission der NASA hat die Anwesenheit von Tausenden von Welten jenseits des Sonnensystems der Erde aufgedeckt, die Astrobiologen statistische Informationen über verschiedene Arten von Planeten im Universum liefern, einschließlich einer besseren Vorstellung davon, wie häufig erdähnliche Welten sein können und wo Wissenschaftler am wahrscheinlichsten sind um sie zu finden.

• Studien von Biologen auf der Erde haben Lebensformen auf unserem eigenen Planeten entdeckt, die in extremen Umgebungen wie dem Meeresboden oder den Eisfeldern der Antarktis überleben können. Gleichzeitig haben Studien der eisigen Monde um Saturn und Jupiter das Vorhandensein von unterirdischen Flüssigwasser-Ozeanen auf diesen Monden gezeigt und die Vorstellungen darüber, was es für eine Welt bedeutet, "bewohnbar" zu sein, grundlegend verändert. Einer dieser Monde, Europa, ist Gegenstand einer bevorstehenden NASA-Sondenmission, und zwei weitere Vorschläge für eine Mission mit "eisigem Mond" befinden sich in verschiedenen Entwicklungsstadien.
• In der Astrophysik und in der Planetenforschung arbeiten Forscher zusammen, um herauszufinden, ob es Arten von Sternen gibt, die mit größerer Wahrscheinlichkeit bewohnbare Planeten beherbergen, und um Fragen zu beantworten, wie sich die Bewohnbarkeit eines Planeten im Laufe seines Lebens ändern könnte - wenn zum Beispiel Der Mutterstern des Planeten ändert seine Temperatur (was die meisten Sterne tun) oder wenn die Planeten um einen Stern ihre Position relativ zum Stern ändern, wodurch sich ihre Oberflächentemperatur ändert. Es gibt auch weit verbreitete Bemühungen von Planetenwissenschaftlern und Chemikern, herauszufinden, wie Lebensformen die Atmosphäre eines Planeten verändern könnten, so dass Wissenschaftler diese Biosignaturen von der Erde entdecken könnten.
• Untersuchungen in Biologie und Chemie helfen Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wie Astrobiologen Anzeichen von mikrobiellem Leben auf anderen Planeten identifizieren können, unabhängig davon, ob diese Lebensformen denen hier auf der Erde ähneln.

Und das ist, wie sie sagen, nur die Spitze des Eisbergs. In ihrem Vortrag zog Voytek einen Vergleich mit einem berühmten Zitat des Astronomen Carl Sagan: "Wenn Sie einen Apfelkuchen von Grund auf neu machen wollen, müssen Sie zuerst das Universum erfinden." Bei der Suche nach Leben bedeutet das Zitat im Wesentlichen, dass das Verständnis der Entstehung des Lebens im Universum (und wenn es nur auf der Erde vorkommt) ein Verständnis der gesamten Geschichte des Universums erfordert. (Voytek sagte, die Erforschung des Urknalls sei fast der einzige Bereich der Weltraumwissenschaft, der möglicherweise nicht auf die Astrobiologie anwendbar sei - aber man weiß es nie.)

Der interdisziplinäre Charakter der Astrobiologie wirkt sich konkret auf Voyteks Arbeit aus. Sie hat viel Zeit damit verbracht, Wege zu finden, um Menschen aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen zur Zusammenarbeit zu bewegen. Das größte Beispiel für diese Bemühungen war die Einrichtung eines Programms namens NExSS oder Nexus for Exoplanet System Science. Das Programm bringt Forscher aus den Bereichen Geowissenschaften, Planetenwissenschaften, Heliophysik und Astrophysik zusammen, um spezifische Ziele zu verfolgen, die das größere Streben nach außerirdischem Leben unterstützen. Das kann schwierig sein, wenn Menschen aus verschiedenen Disziplinen auch innerhalb der NASA traditionell voneinander getrennt sind, so Natalie Batalha, Astrophysikerin und Projektwissenschaftlerin der NASA für die Kepler-Mission der NASA zur Planetenjagd. Batalha, der Teil des NExSS-Führungsteams ist, sprach während der Konferenz telefonisch über einige der programmatischen Ziele von NExSS, zusätzlich zu den wissenschaftlichen Zielen des Programms.

"Wir haben uns vorgenommen, innerhalb der NASA Science Director Directorate abteilungsübergreifend gemeinsame Ziele zu definieren", sagte Batalha. Das Programm zielt auch darauf ab, "Barrieren" zwischen Abteilungen der NASA abzubauen, da diese Abteilungen "zu einem Denken in Bezug auf die Ofenrohre in Bezug auf Forschung führen können".

"Die Idee ist also, diese strategischen Ziele zusätzlich zu der Wissenschaft, die wir erreichen wollen, immer zu berücksichtigen", sagte sie.

Im Herbst 2017 genehmigte die Agentur die Finanzierung des Center for Life Detection im Ames Research Center der NASA in Kalifornien. Es wird von der Exobiologieforscherin Tori Hoehler geleitet, die auf der Konferenz auch telefonisch sprach. Eines der Hauptziele des Zentrums wird die Bereitstellung eines Online-Organisationssystems für wissenschaftliche Arbeiten zur Suche nach außerirdischem Leben sein. Anstatt nur wissenschaftliche Artikel zu durchsuchen, die ähnliche Schlüsselwörter haben, gruppiert das neue Online-System der NASA Artikel basierend auf gemeinsamen Hypothesen, die sie untersuchen oder diskutieren, unabhängig von der wissenschaftlichen Disziplin, aus der sie stammen, oder wenn sie sich speziell auf Astrobiologie beziehen, sagte Hoehler.

Eine weitere Initiative, die Voytek betreute, war ein Programm namens Ideas Lab on the Origins of Life, eine Zusammenarbeit mit der National Science Foundation (NSF). Das Programm brachte Wissenschaftler aus verschiedenen Disziplinen zusammen und ließ sie zusammenarbeiten, um kreative Forschungsprojekte zu entwickeln, die sich mit der Frage befassten, wie das Leben auf der Erde entstanden ist. Insbesondere sollten die Teilnehmer versuchen, Probleme im Zusammenhang mit der "riesigen Kluft zwischen den Reaktionen kleiner Moleküle, die Nukleinsäuren oder Aminosäuren erzeugen und möglicherweise polymerisieren können, und einem voll entwickelten System, das die funktionierende Definition von" Leben "erfüllt, anzugehen, '"laut Programmwebsite. Das Programm 2016 brachte fünf Forschungsprojekte hervor, die zwei Jahre lang von der NASA und der NSF finanziert werden.

Leben definieren

Die Ausarbeitung einer "Arbeitsdefinition" von "Leben" ist ein weiteres wichtiges Ziel der Astrobiologie, und Voytek sagte, dies sei ein Bereich, der noch lange nicht geklärt sei. Auf subzellulärer Ebene sei es äußerst schwierig, eine Liste von Merkmalen zu erstellen, die alle bekannten Lebensformen beschreiben würden, die auch Dinge ausschließen würden, die als abiotisch gelten würden, sagte sie.

"Wenn Sie 100 Wissenschaftler nach einer Definition des Lebens fragen, erhalten Sie 110 Definitionen des Lebens", sagte Voytek während ihres Vortrags.

Auch wenn sich Wissenschaftler noch nicht auf eine gute Definition des Lebens einigen können, ist es laut Voytek wichtig, dass die Community bei der Durchführung eines Experiments oder beim Entwurf eines Instruments mit einer klaren und spezifischen Definition arbeitet, auch wenn sich diese Definition als falsch herausstellt. Auf diese Weise können Forscher zumindest zurückblicken und aus den gesammelten Daten etwas lernen, da ihre Hypothese (und die Form des "Lebens", nach der sie suchten) spezifisch und klar war. Eine schlammige Definition des Lebens wird es später schwieriger machen, diese Ergebnisse zu interpretieren, sagte Voytek.

"Dies ist ein sich schnell änderndes Feld, und alles, was Sie zum Zeitpunkt der Veröffentlichung jederzeit aufschreiben, muss sich weiterentwickeln", sagte sie gegenüber Space.com. "Der Punkt meiner Präsentation war, dass die Definition des Lebens, die wir verwenden, klar und einigermaßen gut verteidigt sein muss und von diesem Punkt an alles von dieser [Definition] abfließen muss."

Douglas Hudgins, Programmwissenschaftler für das Exoplanet Exploration Program der NASA, sprach auf dem Treffen telefonisch darüber, wie vergangene, aktuelle und zukünftige NASA-Missionen zur Astrobiologie beitragen. Von den größten Teleskopen der Agentur wie dem Hubble-Weltraumteleskop und dem kommenden James Webb-Weltraumteleskop bis hin zu Robotermissionen zum Mars gibt es viele weltraumgestützte Missionen, die dazu beitragen können, herauszufinden, ob Leben jenseits der Erde existiert.

"Es ist eine komplizierte Frage; es ist keine einfache Frage", sagte Hudgins. "Aber das bedeutet, wir brauchen viele verschiedene Fachkenntnisse, wir brauchen viele verschiedene Werkzeuge und wir brauchen viele verschiedene wissenschaftliche Perspektiven, um alle zusammen zu kommen und effektiv zusammenzuarbeiten."

Voytek sagte, die meisten Forscher seien begeistert, als sie ihnen erzähle, wie ihr Fachgebiet bei der Suche nach Leben im Universum eine Rolle spielen könne.

"Alle sind sehr aufgeregt, Teil der Beantwortung dieser wirklich großen Frage zu sein", sagte sie. "Es ist sehr einig."

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