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Zu den glaubwürdigen Wissenschaften, die die Möglichkeit außerirdischen Lebens erforschen, gehört die Exobiologie, auch Astro- oder Xenobiologie genannt (abgeleitet aus dem Griechischen exo für außen, außer; astro für Stern; xeno für fremd, auswärtig; und biologia für Lebenskunde).

Die exobiologische Abteilung der NASA geht davon aus, dass auf einigen Planeten unseres Sonnensystems, wie Mars und Venus, und auf einigen größeren Monden Leben existieren kann oder konnte. Der Saturnmond Titan nimmt dabei eine besondere Stellung ein: unter einer dichten Atmosphäre von Stickstoff und Methan könnten Bedingungen herrschen, die denen der Ur-Erde ähnlich sind.

Um die These zu stützen, werden die Grenzen möglichen Lebens in extremen Umgebungen der Erde, in Vulkanen, in der Tiefsee und in der Antarktis, untersucht. Die Ergebnisse vergleichen Wissenschaftler dann mit Bedingungen auf anderen Planeten. Auch Meteoriten und Versteinerungen untersuchen Exobiologen. 1990 fanden sie in einem Meteoriten Spuren, die auf einzelliges Leben hindeuten.