3. نظریه‌های علمی در مورد حیات فرازمینی با افزایش تعداد سیارات کشف شده و درک ما از شرایط مختلفی که حیات می‌تواند در آن وجود داشته باشد، نظریه‌های علمی در مورد حیات فرازمینی نیز در حال تکامل هستند. 3.1. اشکال احتمالی حیات اکثر دانشمندان بر این باورند که محتمل‌ترین شکل حیات فرازمینی، حیات میکروبی خواهد بود. سلول‌های منفرد به طور کلی ساده‌تر از موجودات پیچیده چند سلولی شکل می‌گیرند و می‌توانند در طیف وسیعی از محیط‌های شدید زنده بمانند. با این حال، این احتمال نیز وجود دارد که اشکال پیچیده‌تر حیات، و حتی تمدن‌های هوشمند، در نقاط دیگری از کیهان وجود داشته باشند. یکی از جنبه‌های جذاب در نظریه‌های مربوط به حیات فرازمینی، احتمال وجود حیات با بیوشیمی کاملاً متفاوت از حیات زمینی است. در حالی که حیات روی زمین مبتنی بر کربن و آب است، ممکن است اشکال دیگری از حیات از عناصر و حلال‌های مختلف استفاده کنند. برخی نظریه‌ها پیشنهاد می‌کنند که تنها الزامات مطلق برای حیات ممکن است وجود عدم تعادل ترمودینامیکی و دماهای سازگار با پیوندهای شیمیایی باشد. جستجو برای تمدن‌های هوشمند نیز همچنان یک حوزه فعال تحقیقاتی است. دانشمندان به دنبال شناسایی نشانه‌های فناوری (تکنوسیگنال‌ها) مانند امواج رادیویی غیرطبیعی یا سیگنال‌های نوری هستند که ممکن است از سوی تمدن‌های دیگر ارسال شده باشند. پروژه SETI (جستجو برای هوش فرازمینی) یکی از مهم‌ترین تلاش‌ها در این زمینه است و از تلسکوپ‌های رادیویی برای گوش دادن به سیگنال‌های احتمالی از فضا استفاده می‌کند. رصدخانه‌های آینده مانند Habitable Worlds Observatory نیز می‌توانند نقش مهمی در تشخیص نشانه‌های فناوری در جو سیارات فراخورشیدی ایفا کنند. یک نظریه جدید نیز پیشنهاد می‌کند که حیات هوشمند ممکن است در نتیجه حلقه‌های بازخورد سیاره‌ای بین زمین‌شناسی و زیست‌شناسی، رایج‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، باشد. 3.2. مکان‌های احتمالی حیات نظریه‌های مربوط به مکان‌های احتمالی حیات فرازمینی عمدتاً بر یافتن محیط‌هایی با آب مایع تمرکز دارند. همانطور که در بخش اکتشافات جدید ذکر شد، منظومه شمسی ما دارای چندین جرم آسمانی است که ممکن است دارای آب مایع باشند، از جمله مریخ (در گذشته و احتمالاً در حال حاضر)، اروپا و انسلادوس (با اقیانوس‌های زیرسطحی)، و تیتان (با اقیانوس زیرسطحی). این مکان‌ها به دلیل محافظت از تشعشعات فضایی و احتمال وجود منابع انرژی (مانند گرمای زمین‌گرمایی یا کشش جزر و مدی) کاندیداهای امیدوارکننده‌ای برای یافتن حیات هستند. علاوه بر این، نقش محیط‌های شدید روی زمین به عنوان آنالوگ‌هایی برای مکان‌های احتمالی حیات فرازمینی مورد توجه قرار گرفته است. کشف موجودات افراطی (extremophiles) که می‌توانند در شرایط بسیار سخت مانند چشمه‌های آب گرم اسیدی، دریاچه‌های آتشفشانی و اعماق اقیانوس‌ها زنده بمانند، نشان می‌دهد که حیات می‌تواند بسیار سازگار باشد و ممکن است در مکان‌هایی که قبلاً غیرقابل تصور بود، وجود داشته باشد. در مورد سیارات فراخورشیدی، جستجو عمدتاً بر یافتن سیاراتی در "کمربند حیات" ستارگانشان متمرکز است، جایی که دما برای وجود آب مایع بر سطح سیاره مناسب است. با این حال، این احتمال نیز وجود دارد که حیات بتواند در سیاراتی که در خارج از این منطقه قرار دارند، به ویژه در اقیانوس‌های زیرسطحی که توسط گرمای زمین‌گرمایی یا کشش جزر و مدی گرم می‌شوند، وجود داشته باشد. این نشان می‌دهد که مفهوم "منطقه قابل سکونت" می‌تواند گسترده‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد باشد و شامل دنیاهای اقیانوسی شود که ممکن است نور کافی برای وجود آب مایع سطحی دریافت نکنند. 4. نشانه‌های زیستی و روش‌های تشخیص حیات برای پاسخ دادن به سوال درباره وجود حیات فرازمینی، دانشمندان به دنبال شناسایی "نشانه‌های زیستی" هستند - هر گونه شواهد علمی که نشان‌دهنده وجود حیات در گذشته یا حال باشد. این نشانه‌ها می‌توانند شامل الگوهای بصری (مانند رنگدانه‌ها یا ساختارهای پیچیده)، ترکیبات شیمیایی خاص (مانند گازهایی که توسط موجودات زنده تولید می‌شوند)، یا تغییرات غیرمعمول در جو یا سطح یک سیاره باشند. پیشرفت‌های قابل توجهی در فناوری‌های مورد استفاده برای تشخیص نشانه‌های زیستی صورت گرفته است. روش‌های طیف‌سنجی به دانشمندان اجازه می‌دهند تا ترکیبات جوی و سطحی سیارات و قمرها را از راه دور تجزیه و تحلیل کنند و به دنبال نشانه‌هایی از گازهایی مانند اکسیژن، متان و سایر مولکول‌هایی بگردند که ممکن است توسط موجودات زنده تولید شده باشند. برای ماموریت‌های رباتیک به مریخ و دنیاهای اقیانوسی، ابزارهای جدیدی در حال توسعه هستند که می‌توانند نمونه‌ها را در محل تجزیه و تحلیل کرده و به دنبال نشانه‌های مستقیم از مولکول‌های آلی و ساختارهای سلولی بگردند. این ابزارها شامل روش‌هایی مانند الکتروفورز مویرگی، کروماتوگرافی مایع، بیوسنسورها و حسگرهای نانوپور هستند. همچنین، تکنیک‌های میکروسکوپی پیشرفته می‌توانند برای شناسایی ساختارهای سلولی احتمالی در نمونه‌های جمع‌آوری شده استفاده شوند. جستجو برای نشانه‌های زیستی خاص در جو سیارات فراخورشیدی، به ویژه گازهایی که در حالت تعادل ترمودینامیکی نیستند (مانند وجود همزمان اکسیژن و متان)، یکی از مهم‌ترین رویکردها است. تلسکوپ فضایی جیمز وب با قابلیت بی‌نظیر خود در رصد نور مادون قرمز، امکان تجزیه و تحلیل دقیق‌تر جو سیارات فراخورشیدی را فراهم می‌کند و می‌تواند به کشف نشانه‌های جدیدی از حیات منجر شود علاوه بر نشانه‌های زیستی، دانشمندان همچنین به دنبال شناسایی "تکنوسیگنال‌ها" هستند - نشانه‌هایی از فناوری پیشرفته که ممکن است توسط تمدن‌های هوشمند ایجاد شده باشند. این شامل جستجو برای امواج رادیویی غیرطبیعی، سیگنال‌های لیزری یا سایر اشکال ارتباطی است که نمی‌توان آن‌ها را با فرآیندهای طبیعی توضیح داد. موسسه SETI به طور فعال در این زمینه فعالیت می‌کند و از تلسکوپ‌های رادیویی برای گوش دادن به سیگنال‌های احتمالی از فضا استفاده می‌کند. تلاش‌هایی نیز برای توسعه رویکردهای جدید برای شناسایی "نشانه‌های زیستی آگنوستیک" صورت می‌گیرد - نشانه‌هایی از حیات که به نوع خاصی از بیوشیمی وابسته نیستند. این شامل جستجو برای پیچیدگی‌های مولکولی غیرمعمول، الگوهای سازماندهی خاص یا سایر ویژگی‌هایی است که ممکن است نشان‌دهنده وجود حیات باشد، صرف نظر از اینکه این حیات از چه عناصری تشکیل شده است. "نردبان تشخیص حیات" یک چارچوب مفید برای درک سطوح مختلف اطمینان مرتبط با انواع مختلف نشانه‌های زیستی، از بالقوه تا قطعی، ارائه می‌دهد. این چارچوب می‌تواند به دانشمندان در ارزیابی و اولویت‌بندی یافته‌های خود کمک کند. ادامه در