"

12 Chapter 12 – Are there aliens and can we find them?

OpenStax Astronomy Chapter 30: Life in the Universe

Chemistry of Life

Section 30.2 

 

I.                                                                                  

A.                                       on                                            primarily made of                             elements:                                                                                                                                                                                                                               (CHNOPS)

1.                                     made of CHONP

B. Life is                                         on                                            , because it’s                                                   

C. Carbon is                                                                                                                               spots for other                             

1. Can form                                                     easily and make molecules like                                                    

D.                                                              is also tetravalent, so might be a                                                            for life

1.                                                                than Carbon at                                                                       , so good for                                 planets

2.                                                         than Carbon, so                                                      chains that are as                            

3. Likes bonding with                                                (SiO2 is sand), so                                          in                                                                                                               

 

Which one of the following is NOT one of the six chemical elements commonly found in living organisms?

A.  Helium
B.  Phosphorus
C.  Hydrogen
D.  Nitrogen

 

Life in the Solar System?

Section 30.3

 

II.                                                 for Life in the                                                                               

A. Look for things                                               for life:                                                                                                                     

B.                                                                             candidate of                                                         

1. Has an                                                         and                                                  , had                                                              on surface in the                                         

2.                             current                                                     for                                        of any kind

3. Missions still                                                       for                                                or                                                   under surface

C.                                             of the                                                     Planets

1.                                                    : Jupiter’s moon

a. Layer of                                                         on top of an                                                  (up to 100 miles deep)

b. Evidence of                                                                         warming the ocean

2.                                                : Saturn’s largest moon

a.                                                                       and rock on surface

b. Rich in                                                                             (carbon-based) and other good chemistry

c. Has nitrogen-rich                                                                    and liquid                                               lakes

3.                                                  : small moon of Saturn

a. Water ice and                                                                  ocean

b. Internal                                 causing cryovolcanoes, geysers that spew water

c. Some                                                     found in geyser plumes

 

Most of these statements are reasons to look for life in the Solar System. Which one is NOT?

A.  Mars had a warmer and wetter past.
B.  Enceladus is too far from the Sun for water to be liquid.
C.  Europa has oceans under its surface.
D.  Titan has organic material.

 

Life on Exoplanets?

 

III.                                                                : extrasolar planets around                                                                      

A.                                                                               for                                        should:

1. Have                                                                                 (small eccentricity): very                                               orbits cause big                                                                                                  

2. Be in the                                                                                                 (Goldilocks Zone):                                         from star (semimajor axis) where                                                           is                                              for                                                                  on a planet

a. Estimate                                                          of stars have                          planets in Habitable Zone

3. Be the                                                                               (mass and radius):                                         planet with an                                                                

a. Too                                          , planet is likely a                                                                 

b. Too                                         , likely                                                                              

c.                                                        : size                                                 , but                                      than Earth,                                                                     if gas or rocky

4. Have the right                                                                                : with a                                                              and a good size                                                                 zone

a.                                                            hotter stars:                                                      habitable zone, but                                                                           so                                                         enough for life to develop

b.                                                        cooler stars: smaller,                                           habitable zone,                                                                          ,  better place to look for planets with life

 

Which of these planets is most likely to have life?

A.  A planet very far from a cool red star
B.  A planet very close to a Sun-like star
C.  A planet near a hot blue star
D.  A planet near a star somewhat cooler than the Sun

 

Search for Extraterrestrial Intelligence

Section 30.4 

 

IV.                                                               for and from                                                          Life

A.                                                                                    spacecrafts explored the                                                            carrying a                                                 depicting                                                                  (1970s)

B. Two                                                                     spacecraft carry                                                      of greetings, music, messages, and animal sounds (1970s)

1. Now in                                                                         space beyond the Solar System

C. The Arecibo                                                                                                                                                                to the star cluster M13 in 1974

1. Will take                                                               years to get an answer because stars are so far away

D.                                                        (Search for Extraterrestrial Intelligence) and the Allen Telescope Array in California                                                         for                                                                         from technologically advanced civilizations

 

What is the best reason there may be many advanced civilizations in the Universe according to current science?

A.  There are billions and billions of stars in the universe.
B.  Any planet with life will also have intelligent life.
C.  We have found lots of planets that are exactly like Earth.

 

V. The                                                                                       (Frank Drake, 1960)

A. Estimates the                                                of advanced                                                                                              in the                                                                        

B. List of                                                                     in finding                         

1. First                                 are based on well-known                                             , so have a good idea of numbers

2. Last                                     are based on                                      life and some                                               

C. Multiply the following factors together:

1. Number of                                                                                   that                                   each                                (2 – 7)

2.                                                  of stars                                                                      (0.5 – 1)

a.                                          stars have planets

3. Number of                                                                                                   per star (1 – 4)

a. Solar System has                      , but exoplanet systems may have more

4. Fraction of planets with                                                                                        (0.1 – 1)

5. Fraction of planets with                                                                                   (0.01 – 1)

6. Fraction of intelligent                                               that develop                                                                                                          (0.1 – 1)

a. Can send                                                      into                                                 

7. Number of                                                        such advanced                                                                                         (1000 – 1 million years)

D.                                              is the likelihood advanced                                                                                                        in                                                                     that we might be able to                                                 

1.                                                                                 (low) estimates give N =                              

a. We are                                                   in the Milky Way

b. Have to go                                                       light years or more to other                                              to find life

2.                                                                                   (high) estimates give N =                                      

a. One advanced civilization in every                                                               stars

a. Nearest would be only                                                    light years away

 

If the most pessimistic assumptions in the Drake equation were true, we would:

A.  be able to find life in the Solar System
B.  have to wait for approximately 100 years to get a message back from the nearest intelligent life.
C.  be the only intelligent life in the Milky Way.
D.  be one of millions of intelligent civilizations in the Milky Way.

 

Resources

Exoplanet Catalogs: https://science.nasa.gov/exoplanets/exoplanet-catalog/   and  https://exoplanet.eu/home/

Alien Civilization Calculator – Drake Equation Calculator: https://www.omnicalculator.com/physics/alien-civilization

 

Tutorial Activity – Life on an Exoplanet?

Use the following data about a known exoplanet, 55 Cancri f, and Earth to answer the questions and determine if the exoplanet might host life.

Exoplanet: 55 Cancri f Earth
Mass 0.173 Jupiter Masses 0.00315 Jupiter Masses
Distance to star 0.774 AU 1.0 AU
Time to orbit star 261.2 days 365 days
Orbit eccentricity 0.32 0.017
Mass of star 0.905 Solar Masses 1.0 Solar Masses
Temperature of star 5196 K 5778 K

1.  (a) How does the temperature of the exoplanet’s star compare to the Sun?

 

(b) Do you think the habitable zone is closer or farther away from the star than in our Solar System?

 

 

2. (a) How does the exoplanet’s distance from its star compare to Earth’s distance from the Sun?

 

(b) Do you think this exoplanet is in the habitable zone?

 

 

3. (a) How does the exoplanet’s orbit eccentricity compare to Earth’s? What does this mean?

 

 

(b) Do you think this planet’s climate and weather are affected by its eccentricity? Why or why not?

 

 

4. (a) How does the exoplanet’s mass compare to Earth’s?

 

(b) What type of planet do you think it is?

 

 

5. Based on what you have learned, would you expect to find life on this planet? Why or why not?

 

 

 

Tutorial Activity – Fermi Paradox

Consider the Fermi paradox: If they are out there, why aren’t they here? (or why haven’t they contacted us?)

Brainstorm some possible solutions to the paradox. Write at least 5 sentences discussing possible solutions and which solution is most likely in your opinion.

 

 

License

Icon for the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Astronomy of Stars and Galaxies Copyright © by Kaisa Young is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, except where otherwise noted.