Աստղակենսաբանություն

Աստղակենսաբանություն (էկզոկենսաբանություն), գիտություն, որի ուսումնասիրման առարկան կյանքի ծագումն է, էվոլյուցիան և տարածումը տիեզերքում։ Աստղակենսաբանությունը հիմնվում է ֆիզիկայի, քիմիայի, աստղագիտության, կենսաբանության, էկոլոգիայի, հնէաբանության, աշխարհագրության և երկրաբանության նվաճումների վրա՝ նպատակ ունենալով ուսումնասիրել այլ մոլորակներում կյանքի ծագման հավանականությունը։ Շատ խնդիրների լուծման ժամանակ մարդու տիեզերական տարածություն ակտիվ մուտք ունենալու հետևանքով աստղակենսաբանությունը սերտորեն առնչվում է Տիեզերական կենսաբանության և Տիեզերական բժշկության հետ։ Աստղակենսաբանությունը որոնում է կյանքի համար բարենպաստ պայմաններ ինչպես Արեգակնային համակարգում, այնպես էլ նրա սահմաններից դուրս և կյանքի զարգացման հավանականությունը երկրի և տիեզերքի բարդ պայմաններում (ինչպես նաև նախակենսաբանական քիմիայի ապացույցների որոնման և լաբորատոր ու գործնական հետազոտություններ երկրի վրա կյանքի զարգացման վաղ շրջանների ուսումնասիրման համար)։

Ծագումնաբանություն 
Աստղակենսաբանություն տերմինը առաջացել է հին հունարեն` ἄστρον, աստրոն` աստղ, βίος բիոս՝ կյանք և λογία, լոգիա՝ գիտություն բառերից։ «Աստղակենսաբանություն» տերմինի տարբեր հոմանիշներ կան, բայց նրանք բոլորն էլ իրենց մեջ ներառում են կենսաբանությունը և աստղագիտությունը բառերը։ «Էկզոկենսաբանությունը» հոմանիշ տերմինն առաջացել է հին հունարեն` Έξω, էկզո` արտաքին, βίος, բիոս՝ կյանք և λογία, լոգիա՝ գիտություն բառերից։ Անցյալում օգտագործվել է նաև մեկ այլ տերմին՝ քսենոկենսաբանությունը (այսինքն այլմոլորակայինների կենսաբանություն)։ Այդ բառը հորինել է ֆանտաստ գրող Ռոբերտ Հայնլայնը իր «Աստղային գազան» վեպում։

Նկարագրություն 

Կա՞ արդյոք կյանք տիեզերքի մեկ այլ մասում։ Այդ հիպոթեզը հանդիսանում է ապացուցվող և հետևաբար գիտական հետազոտությունների էֆեկտիվ ուղղություն է։ Ներկայումս աստղակենսաբանությունը հանդիսանում է ֆորմալիզացած հետազոտությունների ուղղություն։ NASA-ի հետաքրքրությունն այս գիտական ճյուղի նկատմամբ սկսվեց տիեզերական ծրագրի զարգացման հետ մեկտեղ։ 1959 թվականին NASA-ն ֆինանսավորեց էկզոկենսաբանության իր առաջին ծրագիրը, իսկ 1960 թվականին ստեղծեց էկզոկենսաբանության ուսումնասիրման համար ծրագիր։ 1971 թվականին NASA-ն ֆինանսավորեց SETI պրոեկտը, որի նպատակն էր ուսումնասիրել այլ մոլորակային ռադիոազդանշանները։ 1976 թվականին սկսված Վիկինգ ծրագիրը ներառում էր 3 կենսաբանական փորձեր և որոնք ուղղված էին Մարսի վրա կյանքի գոյության ապացույցների փնտրմանը։ 1997 թվականին Mars Pathfinder գիտական սարքը վայրէջք կատարելով Մարսի վրա հավաքեց ապարաշերտի նմուշներ, որի նպատակն էր հայտնաբերել մանրէների քարացած մնացորդներ ապարների մեջ։

21-րդ դարում աստղակենսաբանությունը դարձավ NASA-ում և Եվրոպական տիեզերական gործակալությունում աճող հետազոտական առաքելությունների կենտրոն (Արեգակնային համակարգի ուսումնասիրություն)։ 2001 թվականին Իտալիայում տեղի ուեցավ առաջին եվրոպական սեմինարն աստղակենսաբանության թեմայով, որի արդյունքը եղավ Ավրորա ծրագիրը։ Ներկայումս NASA-ն վերահսկում է NASA-ի աստղակենսաբանության ինստիտուտը։ Ամբողջ աշխարհում գնալով ավելի շատ համալսարաններ են սկսում իրենց կրթական ծրագրերի մեջ մտցնել աստղակենսաբանությունը։ ԱՄՆ-ում դա Արիզոնայի համալսարանն է, Պենսիլվանիայի համալսարանը, Վաշինգտոնի և Մոնտանա նահանգի համալսարանները, Մեծ Բրիտանիայում Քարդիֆֆի համալսարանը (ստեղծվել է աստղակենսաբանության կենտրոն), Ավստրալիայում Նոր Հարավային Ուելսի համալսարանը։ Ռուսաստանում 2010 թվականից ՌԳԱ-յի նախաձեռնությամբ կազմավորվեց աստղակենսաբանության գիտական խորհուրդ։

Աստղակենսաբանության և հետևող աստղագիտության նվաճումների, ինչպես նաև մեծ քանակությամբ էքստրեմոֆիլների հայտնաբերումը, որոնք օժտված էին մեծ դիմացկունությամբ բերեցին այն եզրակացության, որ կյանքը կարող է ծաղկել և զարգանալ շատ մոլորակներում և նրանց արբանյակներում։ Ներկայումս մեծ ուշադրության է արժանացել Մարս մոլորակը, իր երկրին մոտ լինելու և գեոլոգիական պատմության պատճառով։ Կան բազմաթիվ ապացույցներ, որ նախկինում Մարսի վրա գոյություն է ունեցել զգալի քանակությամբ ջուր, որը դիտարկվում է որպես կյանքի գոյության որոշիչ նախապայման ածխածնի հիման վրա։

Կյանքի հայտնաբերման ուղղված առաքելություններից էին՝ Վիկինգ և Բիգլ 2 մոդուլները, որոնք ուղարկվել էին դեպի Մարս։ Վիկինգների աշխատանքներից կարելի է ենթադրել, որ նրանց վայրէջքի տեղամասում միկրոօրգանիզմների քանակը շատ փոքր է կամ ընդհանրապես չկա։ Բիգլ 2 մոդուլը ըստ երևույթի հաջողությամբ վայրէջք է կատարել, բայց կապ չի հաստատել Երկրի հետ։ Աստղակենսաբանությունում մեծ դեր պետք է խաղար Jupiter Icy Moons Orbiter առաքելությունը, որը նախատեսված էր Յուպիտերի սառցե արբանյակների ուսումնասրիման համար, բայց այդ պրոեկտը չիրականացվեց։ 2008 թվականին Ֆենիքս վայրէջքային մոդուլը ուսումնասիրում էր Մարսի ապարաշերտը մանրէային հետքերի հայտնաբերման, ինչպես նաև ջրի հայտնաբերման նպատակով։ Այս առաքելության գլխավոր ձեռքբերում կարելի է համարել սառույցի հայտնաբերումը ապարների հաստ շերտի տակ և նրա քիմիական անալիզը։

2011 թվականի նոյեմբերին NASA-ն արձակեց Curiosity մարասգնացը, որը կշարունակի կյանք փնտրել Մարսի վրա։ Եվրոպական տիեզերական գործակալությունը կառուցում է ExoMars մարսագնացը, որը ծրագրվում է մեկնարկել 2018 թվականին։

Միջազգային տիեզերական միությունը (MAC) պարբերաբար իրականացնում է մեծ միջազգային կոնֆերանսներ։ 51-րդ հանձնաժողովի միջոցով «Կենսատիեզերագնացություն, ոչ երկրային կյանքի փնտրտուք» թեմայով, որը ստեղծվել է 1982 թվականին MAC-Ի կողմից այլմոլորակային կյանքի և բանականության հայտնաբերման աշխատանքների կոորդինացման համար և ներկայումս աշխատում է Հավայան աստղագիտության ինստիտուտի բազայի հիման վրա։

Մեթոդոլոգիա

Խնդրի նեղացում 
Այլ մոլորակներում կյանք հայտնաբերելու համար անհրաժեշտ է փոքրացնել խնդրի ծավալը, որի համար արվում են տարատեսակ ենթադրություններ։ Առաջինն այն է, որ մեր գալակտիկայում կանդանի օրգանիզմների ճնշող մեծամասնությունը հիմնված է ածխածնի վրա, բայց նաև չի բացառվում ոչ ածխածնային կյանքի ձևերի գոյությունը։ Այս եզրակացությունը հիմնվում է այն փաստի վրա, որ ածխածինը տարածվածությամբ չորրորդ տարն է տիեզերքում և նա թույլ է տալիս իր շուրջը առաջացնել ամենաբազմազան մոլեկուլներ։ Ածխածնի ատոմների իրար հեշտությամբ միանալու ունակությունը թույլ է տալիս ստեղծել ցանկացած երկարության և բարդության մոլեկուլներ։ Հաջորդ ենթադրությունը ջրի առկայությունն է հեղուկ վիճակում։ Ջուրը տարածված նյութ է, որը պարտադիր պայման է բարդ ածխածնային միացությունների առաջացման համար, որոնք վերջնական ելքով կբերեն կյանքի առաջացմանը։ Մի խումբ հետազոտողներ առաջարկում են նաև դիտարկել ամոնիակային միջավայրը կամ ջրա-ամոնիակային խառնուրդները, քանի որ դա ապահովում է կյանքի համար ջերմաստիճանային մեծ միջակայք և այդ ձևով մեծացնում է պոտենցիալ աշխարհների քանակը։ Այդ միջավայրը համարում են նպաստավոր ինչպես ածխածնային, այնպես էլ ոչ ածխածնային կյանքի համար։ Երրորդ ենթադրությունը Արևին նման աստղերի փնտրտուքն է։ Շատ մեծ աստղերը ունեն հարաբերակաորեն կարճ կյանքի տևողություն, և դա կյանքին չի տալիս բավարար ժամանակահատված զարգանալու համար։ Շատ փոքր աստղերը անջատում են այնքան քիչ ջերմություն, որ մոլորակները շատ մոտ պետք է գտնվեն բավարար քանակությամբ ջերմություն ստանալու համար, ինչը և իր հերթին նշանակում է, որ մոլորակը կարող է բռնվել աստղի մակընթացային ուժերի կողմից։ Առանց մթնոլորտի հաստ շերտի մոլորակի մի մասը միշտ կլինի տաք, իսկ հակառակ կողմը՝ սառը։ Բայց 2005 թվականին կյանքի առկայության հարցը կարմիր թզուկների շուրջը նորից բարձրացվեց, քանի որ նրանք ունեն կյանքի շատ երկար տևողություն (մոտ 10 տրիլիոն տարի), և խիտ մթնոլորտի առկայությունը թույլատրում է կյանքի գոյությունը։ Դա ունի մեծ նշանակություն, քանի որ կարմիր թզուկները շատ տարածված են տիեզերքում։ Գիտնականների գնահատականներով մեր գալակտիկայի աստղերի 10%-ն իրենց հատկանիշներով նման են Արևին, իսկ մեզնից 100 լուսատարի շառավղով կան այդպիսի մոտ հազար աստղեր։ Հենց այդ աստղերը կլինեն կյանքի որոնման ճանապարհին հիմնական թիրախները։ Քանի որ Երկիրը հանդիսանում է միակ հայտնի մոլորակը, որի վրա կա կյանք, ապա անհայտ է, թե ճիշտ են արդյոք արված եզրահանգումները։

Աստղակենսաբանության կառուցվածքային մասերը

Աստղագիտութուն 

Աստղագիտության հետ կապված բոլոր աստղակենսաբանության հետազոտությունները կապված են Արեգակնային համակարգի սահմաններից դուրս մոլորակների հայտնաբերմանը (էկզոմոլորակ)։ Փնտրտուքների հիմնական պատճառը այն է, որ եթե կյանքը առաջացել է Երկրի վրա, ապա այն կարող էր առաջանալ նաև այլ, բայց նման պայմաններ ապահովվող մոլորակների վրա։ Դրա հետ կապված կազմակերպման շրջանում են գտնվում բազմաթիվ նախագծեր, որոնք ուղղված են Երկրին նման էկզոմոլորակների հայտնաբերման համար։ Առաջին հերթին դրանք NASA-ի պրոեկտներն են Terrestrial Planet Finder-ը (TPF) և ATLAST-ը, ինչպես նաև Եվրոպական տիեզերական գործակալության Darwin ծրագիրը։ Գոյություն ունեն ավելի ամբիցիոզ պրոեկտներ, որոնք սահմանափակվում են Երկրի վրա տեղակայված աստղադիտակների օգտագործմամբ։ Բացի դրանից NASA-ն արդեն մեկնարկել է Կեպլեր առաքելությունը թվականի մարտին, իսկ Ֆրանսիական տիեզերական գործակալությունը COROT արբանյակը 2006 թվականին։ Ծրագրված առաքելությունների նպատակը ոչ միայն Երկրի չափերով մոլորակների հայտնաբերումն է, այլ նաև նրանից եկող լույսի դիտարկումը սպեկտրոսկոպիկ հետազոտման համար։ Մոլորակի սպեկտրը հետազոտելով կարելի է որոշել նրա մթնոլորտի հիմնական բաղադրությունը և հետևաբար գնահատել նրա վրա կյանքի գոյության հավանականությունը։ Վիրտուալ մոլորակների NASA-ի հետազոտական խումբը օգտագործում է համակարգչային մոդելավորումը տարատեսակ մոլորակների մոդելավորման համար, որ պարզաբանվի թե դրանք ինչ տեսք կունենան եթե դիտվեն Դարվինի կամ TPF-ի միջոցով։ Երբ այդ առաքելությունները սկսեն տեղեկությունների հավաքումը, մոլորակներից ստացված սպեկտրերը կհամեմատվեն ստացված վիրտուալ մոլորակների սկեկտրերի հետ և կառանձնացվեն այն հատկությունները, որոնք նպաստավոր կլինեն կյանքի զարգացման համար։ էկզոմոլորակի լուսաչափության փոփոխությունը նույնպես կարող է տալ լրացուցիչ ինֆորմացիա մոլորակի մակերեսի և մթնոլորտի բաղադրության մասին։

Դրեյկի հավասարման միջոցով կարելի է գնահատել բանական կյանքով մոլորակների քանակի մասին։ Հավասարումը որոշում է բանական կյանքի առկայության հավանականությունը որպես այնպիսի պարամետրերի արտադրյալ, ինչպիսիք են մոլորակների թիվը, որոնք կարող են լինել բնակեցված և այն մոլորակների քանակը, որոնց վրա կարող է առաջանալ կյանք։

Որտեղ N-ը -- բանական հասարակությունների քանակն է, որոնք պատրաստ են կապ հաստատել,

R*-ը -- ամեն տարի առաջացող աստղերի քանակն է(Արևին նման աստղերի),

fp-ն - աստղերի քանակը, որոնք ունեն իրենց շուրջը պտտվող մոլորակներ,

ne-ն - մոլորակների միջին քանակը (նաև արբանյակների), որոնք ունեն նպաստավոր պայմաններ կյանքի առաջացման համար,

fl-ը - նպաստավոր պայմաններով մոլորակի վրա կյանքի առաջացման հավանականություննը,

fi-ն - մոլորակի վրա բանական կյանքի ձևերի առաջացման հավանականությունը, որտեղ կա կյանք,

fc-ն - մոլորակների քանակի հարաբերությունը (որի բանական էակները ունակ են կապ հաստատել և փնտրում են այն) այն մոլորակների քանակին որոնց վրա կա բանական կյանք։

L-ը - այդպիսի հասարակության կյանքի տևողությունը՝ այսինքն այն ժամանակահատվածը, որի ժամանակ հասարակությունը գոյություն ունի, իվիճակի է կապ հաստատել և ցանկանում է կապ հաստատել։ Ներկայումս այս հավասարումը հիմնավորված է միայն տեսականորեն և քիչ հավանական է, որ այն մոտակա ժամանակներս կունենա գիտական հստակ հիմնավորումներ։ Առաջին R արտադրյալը որոշվում է աստղագիտական չափումներից և հանդիսանում է պակաս քննարկվող մեծություն։ Երկրորդ և երրորդ արտադրյալների մասին ներկայումս կատարվում է տեղեկությունների ակտիվ հավաք (աստղեր մոլորակներով և մոլորակներ բարենպաստ պայմաններով)։ Մնացած արտադրյալները հիմնված են բացառապես ենթադրությունների վրա։ Այս բանաձևի հիմնական թերությունն այն է, որ այն չի կարող օգտագործվել տեսություն ստեղծելու համար. քանի որ պարունակում է ապացուցման չտրվող բաղադրիչներ։ Մյուս կապված թեման է Ֆերմի պարադոքսը, որը ենթադրում է, որ եթե բանական կյանքը տարածված է տիեզերքում, ապա պետք է դրա վառ ապացույցները երևային։ Այս պարադոքսի հիման վրա ստեղծված է SETI պրոեկտը, որը փորձում է գտնել ռադիոազդանշաններ բանական այլմոլորակային հասարակություններից։ Աստղակենսաբանության հետազոտությունների մյուս ակտիվ ճյուղ է մոլորակային համակարգի ձևավորման ուսումնասիրումը։ Ենթադրվում է, որ մեր Արեգակնային համակարգի առանձնահատկությունները կարող էին զգալիորեն մեծացնել բանական կյանքի զարգացման հավանականությունը մեր մոլորակի վրա։ Բայց վերջնական եզրակացություններ մինչև օրս արված չեն։

Կենսաբանություն 

Կենսաբանությունը և քիմիան, ի տարբերություն ֆիզիկայի չեն թույլատրում հավանականություններ և եզրակացություններ։ Այսինքն կամ կենսաբանական երևույթները հնարավոր են կամ ոչ։ Կենսաբանեերը չեն կարող ասել, որ պրոցեսը կամ երևույթը մաթեմատիկորեն ապացուցված լինելով պետք է անպայման գոյություն ունենան իրական կյանքում։ Կենսաբանների համար եզրակացությունների հիմքը ակնհայտ է և նրանք ճշգրտորեն որոշում են, թե ինչն է տեսական և ինչն է իրական։ Մինչև 1970-ական թվականները գիտնականները կարծում էին, որ կյանքը ամբողջությամբ կախված է Արևի էներգիայից։ Բույսերը Երկրի վրա օգտագործում են Արևի էներգիան ֆոտոսինթեզ իրականացնելու համար, որի արդյունքում ածխաթթու գազից և ջրից առաջանում են օրգանական նյութեր ու թթվածին։ Հետագայում կենդանիները ուտում են բույսերին՝ իրականացնելով էներգիայի շրջապտույտ սնման շղթայով։ Նախկինում ենթադրվում էր, որ կյանքը օվկիանոսի խորքերում, որտեղ չի հասնում արևի լույսը գոյատևում է միայն այն սսնդանյութերի շնորհիվ, որոնք առաջանում են օրգանական մնացորդների օգտագործման հաշվին(օվկիանոսի վերին շերտերից իջած սննդանյութերից կամ մեռած կենդանիներից)։ Այսինքն ամեն դեպքում այն կախված է Արևային էներգիայից։

1977 թվականին Գալապագոսյան կղզիների մոտ խորջրյա հետազոտության ժամանակ Ալվին ապարատի միջոցով գիտնականները հայտնաբերեցին հսկայական օզակաձև որդերի, փափկամարմինների, խեցգետնակերպերի, միդիաների և այլ օրգանիզմների գաղութներ, որոնք խմբավորված էին ստորջրյա հրաբխային գոյացությունների մոտ, որոնք և անվանվեցին սև ծխողներ։ Այդ օրգանիզմները ծաղկում էին ապրում, չնայած արեգակնային էներգիայի բացակայությանը։ Ավելի ուշ հաստատվեց, որ նրանք կազմում են լրիվ անկախ սննդային շղթա։ Բույսերի փոխարեն այստեղ կա բակտերիայի մի ձև, որը ստանում է էներգիա ջրածնի կամ ծծմբաջրածնի օքսիդացումից(դրանք դուրս են գալիս Երկրի ընդերքից)։ Այս քեմոսինթեզը հեղաշրջում կատարեց կենսաբանության հետազոտման բնագավառում՝ ապացուցելով, որ կյանքի գոյությունը Արևային էներգիայի բացակայությամբ չի սահմանափակվում։

Էքստրեմոֆիլներ

Էքստրոմեֆիլները(օրգանիզմներ, որոնք ունակ են ապրել էքստրեմալ պայմաններում) հանդիսանում են աստղակենսաբանների ուսումնասիրությունների որոշիչ էլեմենտ։ Այդպիսի օրգանիզմների օրինակ են հանդիսանում բիոտան, որոնք ունակ են գոյատևել մի քանի կիլոմետր հաստությամբ ջրային շերտի տակ՝ գեոթերմալ աղբյուրների մոտ և իհարկե բակտերիաներին, որոնք ապրում են ուժեղ թթվային միջավայրերում։ Ներկայումս հայտնի է, որ էքստրեմոֆիլները ապրում են սառույցի, եռացող ջրի, թթվի, միջուկային ռեակտորների ջրի, աղերի բյուրեղների, տոքսիկ արտանետումների և այլ էքստրեմալ միջավայրերում, որոնք նախկինում համարվում էին կյանքը բացառող միջավայրեր։ Նրանք բացեցին հետազոտությոնների համար նոր ուղղություն ասղտակենսաբանության մեջ՝ մեծացնելով կյանքի գոյության համար նպաստավոր միջավայրերի քանակը Երկիր մոլորակի սահմաններից դուրս։ Այս օրգանիզմների հատկանիշների, բնակության միջավայրերի, ինչպես նաև էվոլյուցիոն զարգացման ուղղության ուսումնասիրությունները թույլ կտան հասկանալ, թե կյանքը ինչպիսին կարող է լինել և զարգանալ տիեզերքում։ Ահա նմանատիպ օրգանիզմների օրինակներ, որոնք ունակ են դիմանալ տիեզերական ճառագայթման և վակուումի ներգործությունից։ Քարաքոսեր՝ Ռիզոկարպոն աշխարհագրական - լատիներեն, Rhizocarpon geographicum և Քսանտորիա էլեգանտը - լատիներեն, Xanthoria elegans, բակտերիաներ՝ Bacillus safensis, Deinococcus radiodurans, Bacillus subtilis, դրոժ՝ Saccharomyces cerevisiae, սերմ՝ Arabidopsis thaliana, ինչպես նաև անողնաշար Tardigrada: 2010 թվականի դեկտեմբերի 2-ին գիտնականների կողմից հայտարարվեց, որ էքստրեմոֆիլ բակտերիաները (GFAJ-1) ֆոսֆորի պակասի պեդքում կարող են ԴՆԹ-ի մոլեկուլում մտցնել մկնդեղ։ Այս հայտնագործությունը հին գաղափարին տվեց կարևորություն, ըստ որի կյանքը այլ մոլորակներում կարող է ունենալ այլ քիմիական կազմություն և դա կարող է օգնել այլմոլորակային կյանքի փնտրտուքների ճանապարհին։ Ավելի ուշ հայտնի դարձավ, որ դա այդպես չէ։ Հետազոտությունների մյուս բաժինը, որը իրականացվում է ներկայումս դա կյանքի ծագման ուսումնասիրումն է, որը տարբերվում է էվոլյուցիոն ուղղությունից։ Ալեքսանդր Օպարինը և Ջոն Հոլդեյնը եզրակացնում էին, որ նոր Երկրում պայմանները նպաստավոր էին անօրգանական միացություններից օրգանական միացությունների սինթեզի համար և այս ձևով այնպիսի նյութերի սինթեզի համար, որոնք բնորոշ են կյանքի տարբեր ձևերին(որոնք ներկայումս կան Երկրի վրա)։ Այս պրոսեցի ուսումնասիրման ժամանակ, որը ներկայումս կոչվում է պրեբիոտիկ քիմիա, գիտնականները հասել են որոշակի առաջընթացի։ Բայց ներկայումս հայտնի չէ, թե կարող էր արդյոք կյանքը առաջանալ Երկրի վրա հենց այդ ճանապարհով։ Կա նաև ալտերնատիվ պանսպերմիայի տեսությունը։ Այս տեսության հիմքում ընկած է այն ենթադրությունը, որ կյանքի առաջին տարրերը առաջացել են մեկ այլ՝ ավելի բարենպաստ պայմաններ ունեցող մոլորակի վրա կամ նույնիսկ միջաստղային տարածությունում երկնաքարերի և այլ մարմինների վրա, իսկ հետո ինչ որ ձևով տեղափոխվել են Երկրի վրա։ Եվրոպան՝ Յուպիտերի արբանյակը ներկայումս Արեգակնային համակարգում ամենահավանական երկնային մարմինն է համարվում, որտեղ կարող է լինել կյանք։

Աստղաերկրաբանություն 

Աստղաերկրաբանություն - գիտական դիսցիպլինա, որի ուսումնասիրման առարկան մոլորակների և նրանց արբանյակների, երկնաքարերի, գիսաստղերի և այլ տիեզերական մարմինների երկրաբանությունն է։ Գիտական այս ոլորտի կողմից հավաքվող ինֆորմացիան թույլ է տալիս մոտավոր որոշել տվյալ տիեզերական օբյեկտի վրա կյանքի գոյության հավանականությունը։

Երկրաքիմիա - աստղաերկրաբանության հավելյալ գիտակարգ, որն ներառում է Երկրի և այլ մոլորակների քիմիական բաղադրության ուսումնասիրումը, նրանցում ընթացող քիմիական պրոցեսները, որոնք կարգավորում են ապարների և հողի բաղադրությունը, էներգիայի և մատերիայի ցիկլերը և նրանց փոխազդեցությունը ջրոլորտի և մթնոլորտի հետ։ Մասնագիտացումները իրենց մեջ ներառում են աստղաքիմիան, կենսաքիմիան և օրգանական երկրաքիմիան։

Բրածո մնացորդները հանդիսանում են Երկրի վրա կյանքի առկայության ամենահին ապացույցները։ Դրանք ուսումնասիրելով՝ հնէաբանները կարող են ավելի լավ հասկանալ այն օրգանիզմների կառուցվածքը, որոնք ապրել են շատ հին ժամանակներում։ Երկրի որոշ հատվածներ, օրինակ՝ Պալիբարանը, որը գտնվում է արևմտյան Ավստրալիայում և Անտարկտիդայի չոր արահետները, հանդիսանում են Մարսի որոշ տեղամասերի երկրաբանական անալոգներ (դրանք կօգնեն ավելի արդյունավետ ձևով կյանք փնտրել Մարսի վրա)։

Կյանքը Արեգակնային համակարգում 

Երկրի սահմաններից դուրս շատ հաճախ քիչ ուշադրություն է դարձվում կենսաքիմիական սահմանափակումներին։ Այն բանի հավանականությունը, որ կյանքը տիեզերքում հիմնված է ածխածնի վրա, մեծանում է ածխածնի մեծ տարածվածության հաշվին։ Միայն երկու տարրեր՝ ածխածինը և սիլիցիումը, կարող են կազմել բավականաչափ մեծ մոլեկուլներ, որոնք կկրեն կենսաբանական ինֆորմացիան։ Որպես կյանքի կառուցվածքային հիմք՝ ածխածնի կարևոր հատկություն է հանդիսանում հեշտությամբ քիմիական կապերի առաջացումը (ի տարբերություն սիլիցիումի), որը նպաստում է քիմիական բազմակողմանիության և մետաբոլիզմի հեշտ ընթացքի։ Տարբեր օրգանական ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք կազմված են ջրածնից, թթվածնից, ազոտից, ֆոսֆորից, ծծմբից և բազմաթիվ մետաղներից (երկաթ, մագնեզիում և ցինկ), որոնք ապահովվում են քիմիական ռեակցիաների հսկայական բազմազանություն։ Սիլիցիումը չունի նման հատկություններ և նրանից կազմված մակրոմոլեկուլները ունեն միանման հատկանիշներ և բազմազանություն չեն ապահովում։ Ամեն դեպքում հնարավոր է, որ կյանքի հիմնական կառուցվածքային աղյուսները անկախ գտնվելու վայրից նման կլինեն մեր աղյուսներին։ Չնայած երկրային և ոչ երկրային կյանքերը, իրարից անկախ զարգանալով, կունենան նմանություններ (եթե ոչ լրիվ), այնուամենայնիվ կլինեն նաև յուրահատուկ կենսաքիմիական հատկանիշներ։ Եթե կյանքը ունի համադրվող ազդեցություն միջավայրի վրա Արեգակնային համակարգի այլ մասերում, ապա քիմիական տարրերի հարաբերական պարունակությունը կարող է ցույց տալ նրա առկայությունը։

Միտքն այն մասին, թե Արեգակնային համակարգում, որտեղ կարող է լինել կյանք, պատմականորեն միշտ սահմանափակվել է այն համոզմունքով, թե կյանքը, կախված լինելով Արևի ջերմությունից և լույսից, պետք է անպայման առաջանա մոլորակի մակերեսին։ Երեք ամենահավանական կյանք պարունակող թեկնածուներն են Մարսը, Յուպիտերի արբանյակ Եվրոպան և Սատուրնի արբանյակ Տիտանը։ Այդ եզրակացությունը առաջին հերթին հիմնվում է այն բանի վրա, որ տիեզերական մարմինները կարող են պարունակել հեղուկ ջուր և որն իր հերթին որոշիչ և կարևոր պայման է կյանքի գոյության համար։ Ջուրը Մարսի վրա գտնվում է բևեռային հատվածներում և վերջերս գոյացող ձորերում, որոնց առկայությունն թույլ է տալիս եզրակացնել, որ ջուրը Մարսի վրա կարող է լինել ժամանակավոր և կուտակվել գեոթերմալ աղբյուրներում։ Մարսի ցածր ջերմաստիճանային և ճնշման պայմաններում հնարավոր է, որ ջուրը շատ աղի լինի։ Ինչ վերաբերում է Եվրոպային, ապա այստեղ հեղուկ ջուր ենթարաբար կա սառցաշերտի տակ։ Այդ ջուրը կարող է տաքանալ օվկիանոսի հատակին հրաբխային ակտիվության շնորհիվ, բայց ավելի հավականան է, որ տաքացման աղբյուր հանդիսանան մակնթացային ուժերը։ Մյուս տիեզերական օբյեկտը, որը կարող է կյանք կրել, Սատուրնի ամենամեծ արբանյակ Տիտանն է։ Ենթադրվում է, որ Տիտանի պայմանները նման են վաղ Երկրային պայմաններին։ Նրա մակերեսին գիտնականները առաջին անգամ հայտնաբերեցին լճեր, բայց հավանական է, որ դրանք կազմված են էթանից կամ մեթանից։ Կասինի զոնդի տեղեկությունների ուսումնասիրումից հետո 2008 թվականին հայտարարվեց, որ Տիտանը նույնպես կարող է ունենալ ստորգետնյա օվկիանոս՝ կազմնած հեղուկ ջրից և ամոնիակից։ Հնարավոր է նաև, որ Սատուրնի մյուս արբանյակ՝ Էնցելադը կարող է իր սառցաշերտի տակ ունենալ օվկիանոս։

Յուրահատուկ երկրի տեսությունը 

Այս տեսությունը հիմնված է այն եզրակացությունների վրա, որ կյանքի բազմաբջիջ ձևերը կարող են հանդիպել շատ հազվադեպ։ Նա տալիս է հավանական պատասխան Ֆերմիի պարադոքսին. «Եթե ոչ երկրային հասարակությունները լավ տարածված են, ապա ինչո՞ւ մենք չենք գտնում բանական կյանքի հետքեր»։ Այս տեսությունը հանդիսանում է միջակություն սկզբունքին հակառակ տեսություն, որը առաջարկվել է աստղագետներ Ֆրենկ Դրեյքի, Կարլ Սագանի և ուրիշների կողմից։ Միջակայության սկզբունքը ենթադրում է, որ կյանքը Երկրի վրա բացառիկ երևույթ չէ և մեծ հավանականությամբ կարող է անվերջ քանակով հայտնաբերվել այլ աշխարհներում։

Անտրոպային սկզբունքը պնդում է, որ Տիեզերքի հիմնարար օրենքները հատուկ կերպով կազմակերպված են կյանքի գոյատևման համար։ Անտրոպային սկզբունքը աջակցում է ունիկալ Երկրի տեսությունը՝ պնդելով, թե տարրերը, որոնք անհրաժեշտ են Երկրի վրա կյանքի պահպանման համար, շատ նուրբ կարգավորված են, և նմանատիպ պայմանների առկայությունը շատ քիչ հավանական է։

Հետազոտություններ 
Չնայած ոչ երկրային կյանքի նկարագրումը չորոշված խնդիր է և նրա վերաբերյալ տեսություններն ու կանխսատեսումները լայն տարածում ունեն, այնուամենայնիվ ներկայումս տեսության զարգացումը աստղակենսաբանության ամենակոնկրետ պրակտիկ կիրառումն է։ Կենսաբան Ջեկ Կոենը և մաթեմատիկոս Յան Ստյուարտը դիտարկում են քսենոկենսաբանությունը աստղակենսաբանությունից անկախ։ Կոենը և Ստյուարտը կարծում են, որ աստղակենսաբանությունը Երկրային կյանքին նմանատիպ կյանքի փնտրտուքն է, իսկ քսենոկենսաբանությունը դիտարկում է նաև կյանքի այնպիսի հավանական ձևեր, որոնք հիմնված չեն ածխածնի կամ թթվածնային շնչառության վրա, բայց ունեն կյանքի որոշիչ հատկություններ։

Հետազոտությունների արդյունքները 

2011 թվականի դրությամբ ոչ երկրային կյանքի ապացույցներ հայտնաբերված չեն։ Բայց 1996 թվականի օգոստոս ամսին NASA-ի գիտնականները ALH84001 երկնաքարի ուսումնասիրումից հետո հայտարարեցին, որ այդ երկնաքարը կարող է իր մեջ պարուկանել Մարսի վրա կյանքի գոյության ապացույցներ։ Երկնաքարի կառուցվածքի ուսումնասիրումը էլեկտրոնային մանրադիտակի օգնությամբ հայտնաբերեց քարացած մնացորդներ, որոնք հիշեցնում էին Երկրի վրա հայտնաբերված բրածո մնացորդները (մագնիսատակտիկ բակտերիաները)։ Գիտնականները պնդում էին, որ հենց այդպիսի հատուկ հետքեր են բակտերիաները թողնում Երկրի վրա, և նմանատիպ հետքերի հայտնաբերումը երկնաքարի վրա թույլ է տալիս եզրակացնել, որ բակտերիաներ կան նաև այլ մոլորակներում։ Դրա հետ միասին կառուցվածքները, որոնք հայտնաբերվել են ALH84001-ի վրա, ունեն մոտ 20-ից 100 նմ չափեր, որը մոտ է նանոբակտերիաների չափերին, և փոքր են գիտությանը հայտնի բոլոր բջջային ձևերից։ Մնում է անհայտ, թե ապացուցում է դա այն տեսակետը, որ Մարսի վրա կա կյանք կամ եղել է այն ընդհանրապես։ Հնարավոր է նաև, որ այդ բակտերիաները հայտնվեին երկնաքարի վրա նրա ընկնելուց հետո։ Վեներայի վրա կենդանի օրգանիզմների հավանական գոյության մասին 2012 թվականի հունվար ամսին հայտարարեց Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Տիեզերական ուսումնասիրությունների ինստիտուսի գլխավոր գիտաշխատող Լեոնիդ Կսանֆոմալիտին։ 1970-1980-ական թվականներին խորհրդային կայանների կողմից ուղարկված լուսանկարների ուսումնասիրումից հետո նա հայտնաբերեց օբյեկտներ, որոնք հայտնվում և անհետանում էին նկարների հաջորդական սերիաներ դիտելիս։ Օրինակ՝ «կարիճ» կոչվող օբյեկտը հայտնվում է տեսախցիկն միացնելուց 90 րոպե հետո և անհետանում 26 րոպե անց՝ իր հետևից թողնելով հետք գետնի վրա։ Կսանֆոմալիտին կարծում է, որ վայրէջքի ժամանակ մոդուլը ուժեղ աղմուկ է առաջացրել և վախեցրել «բնակիչներին», որոնք տվյալ պահին գտնվել են մոտակայքում և որոշ ժամական անց երբ ամեն ինչ հանդարտվել է վերադարձել են։

Մեթան 
2004 թվականին երկրային աստղադիտակների և Մարս էքսպրես զոնդի միջոցով հայտնաբերվեց մեթանի սպեկտրալ մարկեր Մարսի մթնոլոլորտում։ Արեգակնային ռադիացիայի և տիեզերական ճառագայթման պատճառով գիտնականների կանխատեսմամբ մեթանը պետք է անհետանար մոլորակի մթնոլորտից մի քանի տարվա ընթացքում։ Այս դեպքում գազը պետք է անընդհատ լրացվի, որպեսզի պահպանվի ընթացիկ կոնցենտրացիան։ 2011 թվականի նոյեմբերի 25-ին Մարս Սայնս Լաբորաթորի մարսագնացի փորձերից մեկն էր Մարսի մթնոլորտի ածխաթթու գազի և մեթանի մեջ գտնվող թթվածնի և ածխածնի իզոտոպների հարաբերակցության ուսումնասիրումը, որը թույլ է տալիս որոշել մեթանի ծագման աղբյուրը (կենսաբանական կամ կամ երկրաքիմիական)։

Մոլորակային համակարգեր 
Հնարավոր է, որ Արեգակնային համակարգում որոշակի մոլորակների, օրինակ՝ Յուպիտերի արբանյակներն ունենան պինդ մակերես կամ հեղուկ օվկիանոսներ, որոնք կյանքի համար բարենպաստ են։ Մոլորակներից շատերը, որոնք հայտնաբերվել են 2011 թվականին Արեգակնային համակարգի սահմաններից դուրս իրենցից ներկայացնում են տաք գազային հսկաներ և կյանքի համար բարենպստ չեն։ Այդ պատճառով հստակ հայտնի չէ, թե Արեգակնային համակարգը Երկրի հետ եզակի են թե ոչ։ Ավելի կատարելագործված մեթոդների շնորհիվ հնարավոր կլինի հայտնաբերել նոր մոլորակների համակարգեր, որոնց մեջ կարող են Երկրին նման մոլորակներ լինել։ Կեպլեր առաքելությունը նախատեսված է Երկրի չափերին մոտ մոլարակների աստղերի շուրջ հայտնաբերման համար (աստղի փայլատակման չնչին փոփոխությունների վրա հիմնվելով, երբ մոլորակը անցնում է աստղի և աստղադիտակի միջև)։ Սուբմիլիմետրային և ինֆրակարմիր աստղագիտության զարգացման շնորհիվ բացվեցին աստղային համակարգերի նոր բաղադրամասեր։ Ինֆրակարմիր հետազոտությունները թույլ տվեցին հայտնաբերել երկնաքարերի և փոշու օղակներ աստղերի շուրջ, որոնք մոլորակների առաջացման համար հիմք են հանդիսանում։

Մոլորակի բարենպաստությունը կյանքի համար 
Ջանքերը, որոնք ուղղված են «Ինչպիսի՞ն է կյանքի համար պոտենցիալ բարենպաստ մոլորակների տարածվածությունը» հարցի պազաբանմանը, ունեցան որոշակի հաջողություն։ 2011 թվականի փետրվարի 2-ին Կեպլեր աստղադիտակից ստացված տեղեկություններն ուսումնասիրող գիտնականները հայտարարեցին, որ կան 54 թեկնածու մոլորակներ, որոնք գտնվում են իրենց աստղից կյանքի համար բարենպաստ հեռավորության տարածքում և նրանցից 5-ը ունեն Երկրին համապատասխան չափեր։ Նաև տարվում է հետազոտություն շրջակա միջավայրի հարաբերական սահմանափակումների վերաբերյալ, որոնք բնորոշ են էքստրեմալ էկոհամակարգերին՝ գիտնականներին թույլ տալով կանխատեսել, թե որ մոլորակային համակարգը ավելի բարենպաստ կարող է լինել կյանքի համար։ Այնպիսի առաքելություններ, ինչպիսիք են իջնող ապարատ Ֆենիքսը, Մարս Սայնս Լաբորաթորին և ExoMars-ը դեպի Մարս, «Կասինի» զոնդը դեպի Սատուրնի արբանյակ Տիտան, «Ice Clipper»-ը դեպի Յուպիտերի արբանյակ Եվրոպա, նոր հույսեր են տալիս մեր համակարգում կյանքի գոյության ապացուցման համար նոր հետազոտություններ իրականացնելու համար։

Գիտահանրամատչելի ֆիլմեր 
«Տիեզերք.Աստղակենսաբանություն» (անգլերեն - The Universe. Astrobiology) - գիտահանրամատչելի ֆիլմ, որը նկարահանված է History Channel-ի կողմից 2008 թվականին։

Տես նաև 
 METI
 SETI
 Կյանք
 Ոչ երկրային կյանք
 Ալտերնատիվ կենսաքիմիա
 Ունիկալ երկրի տեսություն
 Կարմիր թզուկի բարենպաստությունը կյանքի համար

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 The Search For Life In The Universe, Դ. Գոլդսմիթ, Թ Օվեն։ Երկրորդ հրատարակություն. ISBN 0-201-56949-3 Addison, Վեսլին Հրատարակչական Ընկերություն։
 Астробиология. Большой энциклопедический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.

Արտաքին հղումներ 
 Астрохимия и астробиология в России и мире 
 Astrobio.eu
 Astrobiology.nasa.gov
 Astrobiology Lecture Course Network (a.y. 2005-2006) 
 The Astrobiology Web
 Astrobiology Magazine
 Astrobiology Instant Expert on New Scientist 
 Australian Centre for Astrobiology
 Conditions for Life Everywhere 
 Standard3D Stereoscopic Space Simulator including 30 exoplanets
 European Astrobiology Network Association (EANA) 
 International Astronomical Union Commission 51: Bioastronomy, official website
 NASA Astrobiology Institute 
 NASA-Macquarie University Pilbara Education Project
 NASA’s PlanetQuest 
 Official Exoplanetology Website
 Podcast Interview with NAI’s Director Dr. Carl Pilcher
 Possible Connections Between Interstellar Chemistry and the Origin of Life on the Earth 
 Snaiad, a world-building project with creatures designed with evolutionary biology in mind. 
 Stars and Habitable Planets

Կենսաբանության բաժիններ