náhled|Představa automatické sondy na povrchu Marsu hledající stopy mimozemského života

Astrobiologie (používají se i termíny exobiologie, exopaleontologie, astropaleontologie, kosmobiologie a bioastronomie), je vědní obor biologie zabývající se původem, vývojem, distribucí a budoucností života ve vesmíru. Tento interdisciplinární obor zahrnuje vyhledávání obyvatelného prostředí v naší Sluneční soustavě i mimo ni, hledání důkazů o prebiotické chemii, životu na Marsu a dalších subjektů v naší sluneční soustavě i laboratorní a terénní výzkum počátku a vývoje života na Zemi. Astrobiologie využívá fyziku, chemii, astronomii, biologii, molekulární biologii, ekologii, zeměpis a geologii, aby prozkoumala možnost života na jiných planetách a mohla rozpoznat biosféry, které mohou být zcela odlišné od zemské. Astrobiologie se týká i samotného výkladu současných vědeckých poznatků; hledá další údaje z jiných částí vesmíru a zabývá se hypotézami, které ověřuje na základě vědeckých faktů a případně je vyvrací či mění.

Přehled Slovo astrobiologie pochází ze starořeckého ἄστρον astron, "souhvězdí, hvězdy"; βίος, bios, "život", a λογία -logie, věda. Přestože astrobiologie je vyvíjející se oblast a stále se vyvíjející téma, otázka existence života kdekoli jinde ve vesmíru je prokázatelná hypotéza a tedy vyvolává množství vědeckého průzkumu. David Grinspoon, planetární vědec, nazývá Astrobiologii oblastí přírodních věd, která se snaží dokázat neznámé a zařadit to mezi vědecká fakta. Třebas byla jednou postavena mimo hlavní proud vědeckých bádání, astrobiologie se stala formální oblastí výzkumu. NASA odstartovala svůj první astrobiologický projekt roku 1959 a zavedla první astrobiologický program roku 1960. Její dvě sondy programu Viking, které přistály na Marsu roku 1976, provedly tři biologické pokusy navržené tak, aby dokázaly zkoumat možné známky života. Roku 1971 NASA založila projekt „Hledání mimozemské inteligence“ (SETI) pro prohledávání oblohy, s cílem zachycení vysílání civilizace jiné planety. Ve 21. století, se astrobiologie koncentruje na vzrůstající počty průzkumů solárních systémů, které umožňuje NASA a Evropská kosmická agentura. První evropská astrobiologická práce proběhla v květnu 2001 v Itálii jako součást programu Aurora. V současné době, NASA hostuje Astrobiologický Institut NASA, a rostoucí množství univerzit ve Spojených státech (například: University of Arizona, Penn State University a University of Washington), Británii (například: University of Glamorgan), Kanada, Irsko a Austrálie (například: University of New South Wales) nyní nabízí promoce z astrobiologie.

Jeden z hlavních programů astrobiologie je opětovný průzkum Marsu, kvůli jeho podobnosti se Zemí a geologickým podmínkám. Roste množství údajů podporujících možnost, že Mars měl kdysi veliké množství vody na svém povrchu, voda je totiž jednou ze základních podmínek pro vznik života založeného na uhlíku, jako je ten náš.

Objevily se mise speciálně navržené pro výzkum života, zahrnující program Viking a Beagle 2, obě zaměřené na Mars. Výsledky prvního byly k ničemu a druhý se zřejmě rozbil – potom, co přistál, nebo se zřítil, na Mars, nepřišlo od něj žádné vysílání. Budoucí velmi významná mise mohla být Jupiter Icy Moons Orbiter, navržená pro studii zamrzlých měsíců Jupitera – z nichž některé mohou mít tekutou vodu – ta však musela být zrušena.

náhled|vlevo|220px|Není známo, zda život jinde ve vesmíru existuje na základě buněčných struktur, které naleznete na Zemi. (Chloroplast je možná jen v pozemských rostlinných buňkách.) V roce 2011 NASA vypuštila vozidlo Mars Science Laboratory, jež pokračuje ve vyhledávání současného či minulého života na Marsu za použití řady vědeckých nástrojů. Evropská kosmická agentura vyvíjí astrobiologické vozidlo ExoMars, které má plánovaný start na rok 2018.

Mezinárodní astronomická unie pravidelně organizuje důležité mezinárodní konference na téma astrobiologie, které jsou nyní hostované Institutem astronomie na Havajské universitě.

Metodologie Zjednodušování úkolu

Když vyhledávají život na jiných planetách, používají astrobiologové jisté zjednodušující předpoklady, které zmenšují rozsah jejich úkolu. Jeden z nich je úsudek, ze nejrozšířenější typ života v naší galaxii je ten založený na uhlíku, tak jako všechny formy života na Zemi. Přestože je možné, že život nezaložený na uhlíku existuje, dotyčný prvek je dobře znám pro neobvykle rozsáhlou škálu molekul, jež mohou být stvořeny kolem něj.

náhled|220px|Marťanský meteorit ALH 84001 ukazuje mikroskopické útvary, jež mohly být stvořeny životem. Přítomnost kapalné vody je další využitelný předpoklad, jelikož jde o běžnou molekulu, jež poskytuje vynikající prostředí pro tvorbu složitějších molekul založených na uhlíku, což může eventuálně vést ke vzniku života. Někteří výzkumníci odhadují možnost životního prostředí ze čpavku, či spíše směsi čpavku a vody. Takováto prostředí jsou považována za vhodná pro život založený či nezaložený na uhlíku, neboť otevírají větší škálu teplot (a tedy i světů) ve kterých život vydrží.

Třetí předpoklad je zaměřit se na hvězdy, jež se podobají Slunci. Je založen na myšlence planetární habitability. Obrovské hvězdy mají relativně krátkou životnost, což znamená, že život by nejspíše neměl dost času na to, aby se na planetách, jež je obíhají, vyvinul. Na druhou stranu malé hvězdy produkují tak málo tepla, že jen planety na jim velmi blízkých orbitách by nezamrzly do pevného skupenství, a na tak blízkých oběžných drahách by byly planety příliš navázané na hvězdu. Bez opravdu tlusté atmosféry by jedna strana takové planety byla neustále smažena a druhá neustále zmražená. Roku 2005 byla zpět do povědomí vědecké komunity přivedena otázka, jak mohou dlouhé životnosti červených trpaslíků umožnit vznik života na planetách s tlustou atmosférou. Je významná, neboť červení trpaslíci jsou opravdu běžní. (Viz Habitabilita solárních systémů červených trpaslíku)

Odhaduje se, ze asi 10 % hvězd naší galaxie se podobá Slunci; je na tisíc takových hvězd do vzdálenosti 100 světelných let od Slunce. Tyto hvězdy mohou být užitečné, primárně jako cíle mezihvězdných poslechů. Avšak dokud je Země jediná známá planeta poskytující útočiště formám života, není žádná možná cesta, jak dokázat, že jsou tyto zjednodušující předpoklady správné.

Vlivy věd, z nichž astrobiologie vychází Astronomie Astrobiologické výzkumy, jež jsou nejvíce příbuzné astronomii, spadají do kategorie odhalování extrasolárních planet (exoplanet); hypotéza je, že pokud život vznikl na Zemi, může stejně tak vzniknout na jiných planetách s podobnými vlastnostmi. K účelu jejich vyhledávání slouží množství nástrojů vyrobených pro zachycení exoplanet podobných Zemi, jež jsou ve vývoji, především programy Terrestrial Planet Finder (TPF – od NASA) a Darwin (od Evropské Vesmírné Agentury). Dále NASA odpálila "misi Kepler" v březnu 2009 (viz obrázek) a Francouzská Vesmírná Agentura odpálila vesmírnou misi COROT roku 2006. (Viz Exoplaneta)

náhled|200px|Umělecká představa extrasolární planety OGLE-2005-BLG-390Lb obíhající svou hvězdu 20.000 světelných let od Země; tato planeta byla objevena gravitační mikročočkou Cílem těchto misí není jen objevit planety podobné velikosti, jakou má Země, nýbrž také přímo detekovat světlo z planety, aby jej bylo možné studovat spektroskopicky. Zkoumáním planetárního spektra by bylo možné určit základní složení atmosféry a/nebo povrchu planety; s touto znalostí by bylo možné posoudit možnosti toho, že bude na planetě nalezen život. Oddíl pracovníků NASA, Virtual Planet Laboratory, používá počítačové modelování pro generování velké škály virtuálních planet, aby zjistil, jak by vypadaly planety zobrazené Darwinem nebo TPF. Doufá se, že jakmile tyto dvě mise přinesou nějaké výsledky, jejich spektra budou moci být porovnána s těmito virtuálními spektry pro získání rysů, které by mohly naznačovat přítomnost života. Fotometrie časové proměnlivosti extrasolárních planet může také poskytnout vodítka k určení vlastnostem jejich povrchu a atmosféry.

Odhad počtu planet s inteligentním mimozemským životem lze shrnout Drakeovou rovnicí, což je v podstatě rovnice vyjadřující pravděpodobnost inteligentního života jako součin faktorů, jako je podíl planet, které by mohly být obydlené a podíl planet, na nichž by poté mohl vzniknout život: kde: N = Počet komunikativních civilizací R* = Rychlost tvorby vhodných hvězd (hvězdy jako naše Slunce) fp = Počet těchto hvězd, které mají planety (Aktuální průzkumy naznačují, že planetární systémy mohou být společné pro hvězdy stejné jako Slunce) ne = Počet světů podobných Zemi na planetární systém fl = Podíl těch planet podobných Zemi, kde se život skutečně vyvinul fi = Podíl planet s živými organismy, na kterých se vyvinula inteligence fc = Podíl komunikativních civilizací (ty, u nichž se vyvinuly elektromagnetické komunikační technologie) L = Životnost komunikativních civilizací

Nicméně přestože podpěry rovnice jsou pevné, je nepravděpodobné, že bude uvedena na přiměřenou mezi chyb v dohledné době. První číslo, počet hvězd, je obecně omezeno několika řádovými veličinami. Druhé a třetí číslo, hvězdy s planetami a planety s podmínkami pro obývání, jsou hodnoceny jen pro hvězdy blízké Slunci. Další téma se spojitostí je Fermiho paradox, který říká, že jestliže je život ve vesmíru běžný, měly by zde být zřejmé známky toho, že je to pravda. Vyvrátit to je účelem projektů, jako je SETI, které se snaží zachytit známky radiového vysílání od inteligentních mimozemských civilisací. (Viz Drakeova rovnice)

náhled|vlevo|200px|Mise Kepler od NASA, úspěšně odpálena v březnu 2009, hledá extrasolární planety Další aktivní oblast výzkumu v astrobiologii je formace planetárního systému. Bylo naznačeno, že zvláštnosti našeho slunečního systému (například přítomnost Jupiteru coby ochranného štítu) mohly silně zvýšit pravděpodobnost vyvstání inteligentního života na naší planetě. Zatím však nebylo dosaženo žádných jistých a ustálených závěrů.

Biologie náhled|140px|Nukleové kyseliny nemusí být jediné biomolekuly ve vesmíru schopné kódovat život náhled|200px|Hydrotermální průduchy jsou schopny udržet naživu Extrémofilní bakterie na Zemi a mohou tedy též podpořit možnost života v jiných částech vesmíru Extrémofilní organismy (organismy schopny přežít v extrémních podmínkách), jsou základním prvkem výzkumu astrobiologů. Takové organismy zahrnují bioty schopné přežít kilometry pod hladinou moře v blízkosti hydrotermálních pramenů a mikroby, jimž se daří v silně kyselém prostředí.