Astrobiologie

Bij astrobiologie of exobiologie wordt onderzoek gedaan naar het mogelijk voorkomen van leven op andere hemellichamen dan de Aarde. Het bestudeert het ontstaan van leven in het universum; het zoekt antwoorden op vragen als "waar komt leven vandaan?" en "hoe evolueren elementaire bouwstenen tot een organisme?". De Amerikaanse astronoom Carl Sagan was een van de eerste initiatiefnemers voor de astrobiologie.

Astrobiologie is een vakgebied dat ontstaan is op het grensvlak van diverse disciplines, waaronder de sterrenkunde en biologie, maar ook scheikunde en natuurkunde. Astrobiologie wordt soms echter gezien als speculatieve biologische wetenschap, aangezien het bestaan van leven buiten onze planeet tot op heden niet bewezen werd.

Astrobiologen houden zich onder andere bezig met het concretiseren van de fysische voorwaarden waaronder leven kan ontstaan en zich ontwikkelen. Verder wordt in het vakgebied onderzocht op welke hemellichamen aan deze voorwaarden is voldaan en wat het uiterlijk van eventueel leven zou kunnen zijn. Met behulp van computersimulaties kan aan de hand van een kunstmatige planeet nagegaan worden bij welke voorwaarden leven zou kunnen ontstaan. Experimenteel kan men gebruikmaken van satellieten (indirecte analyse) en robots met analyseapparatuur (indien een landing op het hemellichaam mogelijk is). Indirect kan men aan de hand van door hemellichamen gereflecteerd licht nagaan wat de samenstelling is van het object.

Een vulkanische schoorsteen omvat extreme condities voor levende organismen

Op de meeste hemellichamen zijn extreme omstandigheden voor mogelijk leven aanwezig. Daarom onderzoekt men op Aarde vooral plaatsen waar extreme levenscondities gelden, zoals bij vulkanische schoorstenen (zie afbeelding).

Algemeen geaccepteerde minimale voorwaarden

De volgende voorwaarden zijn de algemeen geaccepteerde voorwaarden welke nodig zijn opdat het leven zich op een planeet kan ontwikkelen:

• De aanwezigheid op de planeet van de volgende elementen: vloeibaar water, stikstof, koolstof (of eventueel silicium).
• Stabiliteit van de omloopbaan van de planeet (opdat het leven de tijd heeft om zich te ontwikkelen).
• Stabiliteit van de ster waar de planeet om draait.

Natuurlijk zijn deze voorwaarden nog slechts veronderstellingen, te meer omdat uit onderzoek blijkt dat de grenzen van leven hier op Aarde zowel qua omstandigheden waaronder het wordt aangetroffen als het mogelijke metabolisme ervan, uitgebreider zijn dan tot voor kort mogelijk geacht werd. Het bestaan van buitenaards leven wordt al met al niet uitgesloten, maar blijft in hoge mate speculatief.

In 2010 werd in Mono Lake een bacterie aangetroffen die het giftige arsenicum eet en hiermee fosfor vervangt als een van de bouwstenen van het leven. Ook in het DNA van de bacterie werd arsenicum aangetroffen. De NASA kondigde naar aanleiding hiervan aan dat het hun inschatting van de mogelijkheid tot buitenaards leven totaal verandert en dat het grote gevolgen kan hebben voor de astrobiologie.

Mogelijke kandidaten in ons zonnestelsel

In het zonnestelsel zou het wellicht mogelijk kunnen zijn dat leven bestaat op de planeet Mars en op Europa, een maan van Jupiter. Titan en Enceladus worden eveneens genoemd.

Mogelijkheid van leven op Mars

Artistieke impressie van een van de marslanders

Het is mogelijk dat er leven op Mars is geweest, want er is (bevroren) water op deze planeet. Mogelijk bestaan er nog (fossiele) sporen van leven. Verschillende ruimtesondes werden hiertoe naar deze planeet gestuurd, zoals de Viking-ruimtesondes, de Mars Explorer, de landingsmodule Beagle 2 en de Mars Exploration Rovers 1 en 2. De Phoenix Mars Lander heeft water gevonden op Mars.

Mogelijkheid van leven op Europa

Het is mogelijk dat er leven op Europa bestaat, want deze maan lijkt bedekt met een oceaan, die aan zijn oppervlakte bevroren is. Men heeft nog geen goed idee van de dikte van deze ijslaag (waarschijnlijk gaat het om verschillende kilometers). Wetenschappers bestuderen momenteel verschillende methoden om deze oceaan onder het ijs te bereiken, en gebruiken het Vostokmeer op de Zuidpool als ervaringsveld, aangezien verondersteld wordt dat de omstandigheden daar overeenkomen met die op Europa.

Mogelijkheid van leven op Titan

Hoewel de omstandigheden op Titan sterk verschillen van die op Aarde, is ook Titan een mogelijke kandidaat voor leven. Er zijn massale hoeveelheden koolstof aanwezig, evenals energie onder andere in de vorm van vulkanisme en vloeistoffen; er zijn zelfs oppervlaktevloeistoffen in de vorm van methaan en ammoniak. Door onder andere de Cassini-Huygens werd echter tot nu toe geen teken van leven waargenomen.

Buiten het zonnestelsel

Het is vandaag de dag niet mogelijk het bestaan van buitenaards leven direct te bepalen buiten het zonnestelsel. Niettemin werden hiertoe verschillende projecten opgezet.

Het aangetoonde bestaan van planeten rond andere sterren dan de Zon doet vermoeden dat het binnenkort mogelijk zal zijn te proberen het bestaan van buitenaards leven te ontdekken, door deze planeten hun atmosfeer door middel van spectrometrie te analyseren. Dit is echter buiten bereik van de huidige instrumenten.

Observaties

Er bestaat een project voor het op grote schaal beluisteren van radiosignalen: SETI. Het gaat om een speurtocht naar radiosignalen uitgezonden door mogelijk intelligent leven van buiten de Aarde. Ook op deze manier werd tot nu toe (2012) geen directe aanwijzing gevonden voor het bestaan van buitenaards leven.

Zie ook

• Abiogenese
• Panspermie
• Buitenaards leven
• Biologische veiligheid
• Terravorming
• Cryptozoölogie
• Kunstmatige intelligentie
• Formule van Frank Drake
• Fermiparadox
• Leven op Mars
• Leven op Venus
• Kepler Space Observatory

Bronnen, noten en/of referenties