Ko člani posadke zvezdnega podjetja Enterprise potegnejo v orbito okoli novega planeta, je ena od prvih stvari, ki jih počnejo, skeniranje življenjskih oblik. Tu v resničnem svetu raziskovalci že dolgo poskušajo ugotoviti, kako nedvoumno zaznati znake življenja na oddaljenih eksoplanetih.
Zdaj so korak bližje temu cilju, zahvaljujoč novi tehniki daljinskega zaznavanja, ki se opira na previdnost biokemije, ki v določeni smeri povzroči spiranje svetlobe in oddaja dokaj nezgrešljiv signal. Metodo, opisano v nedavnem članku, objavljenem v reviji Astrobiology, bi lahko uporabili na vesoljskih opazovalnicah in pomagali znanstvenikom, da se naučijo, ali vesolje vsebuje živa bitja, kot smo mi.
V zadnjih letih je odkrivanje življenja na daljavo postalo tema ogromnega zanimanja, saj so astronomi začeli zajemati svetlobo s planetov, ki krožijo okoli drugih zvezd, kar je mogoče analizirati, da bi ugotovili, kakšne kemikalije vsebujejo ti svetovi. Raziskovalci bi radi ugotovili, kakšen indikator bi lahko dokončno povedal, ali gledajo v živo biosfero ali ne.
Na primer, prisotnost prekomernega kisika v atmosferi eksoplaneta je lahko dober namig, da na njegovi površini nekaj diha. Vendar obstaja veliko načinov, kako neživeti procesi lahko ustvarijo molekule kisika in nagajajo oddaljenim opazovalcem, da verjamejo, da svet teče z življenjem.
Zato nekateri raziskovalci predlagajo iskanje verig organskih molekul. Te žive kemikalije so v dveh sklopih - z desno in levo različico, ki sta podobni zrcalnim podobam. Narava v naravi proizvede enake količine teh desno in levičarskih molekul.
"Biologija krši to simetrijo," je za Live Science povedal Frans Snik, astronom z univerze Leiden na Nizozemskem in soavtor novega prispevka. "To je razlika med kemijo in biologijo."
Na Zemlji živa bitja izberejo eno molekularno "roko" in se držijo. Aminokisline, ki sestavljajo beljakovine v telesu, so levičarske različice njihovih molekul.
Ko svetloba deluje z dolgimi verigami teh različnih ročic, postane krožno polarizirana, kar pomeni, da bodo njeni elektromagnetni valovi potovali v spirali ali v nasprotni smeri urinega kazalca. Anorganske molekule te lastnosti običajno ne bodo prenesle žarkov svetlobe.
V prejšnjem delu, objavljenem v Časopisu za kvantitativno spektroskopijo in radiacijski prenos, so Snik in njegovi kolegi v svojem laboratoriju pogledali sveže nabrane angleške bršljanove liste in opazovali, kako klorofil (zeleni pigment) ustvarja krožno polarizirano svetlobo. Ko so listi propadali, je krožni polarizacijski signal postajal vse šibkejši in šibkejši, dokler ni povsem izginil.
Naslednji korak je bil preizkus tehnike na terenu in tako so raziskovalci vzeli instrument, ki zazna takšno polariteto na strehi svoje stavbe na Free University Amsterdam in jo usmeril na bližnji športni teren. Zmedli so se, da ne vidijo krožno polarizirane svetlobe, je dejal Snik, dokler niso ugotovili, da je to eden redkih športnih igrišč na Nizozemskem, ki uporablja umetno travo. Ko so raziskovalci usmerili svojega detektorja v gozd nekaj milj, je krožno polariziran signal prišel skozi glasen in jasen.
Vprašanje za milijon dolarjev je, ali bi organizmi na drugem svetu izkazali podobno favoriziranje za enoročne molekule, je dejal Snik. Verjame, da gre za dokaj dobro stavo, saj kemikalije, ki temeljijo na ogljiku, najbolje ustrezajo vsem, kadar so vsi enaki.
Njegova ekipa zdaj oblikuje instrument, ki bi ga lahko pripeljali do Mednarodne vesoljske postaje in preslikali krožni polarizacijski signal Zemlje, da bi bolje razumeli, kako bi lahko videti podoben podpis v luči daljnega planeta.
To bo izjemen, a vreden izziva, je za Live Science povedal Edward Schwieterman, astronom in astrobiolog z kalifornijske univerze v Riversideu, ki ni bil vključen v delo. Ujeti svetlobo eksoplaneta pomeni ustavljanje svetlobe matične zvezde, ki je običajno približno 10 milijard krat svetlejša, je dodal. Če je svet živ, bo le majhen delček njegove svetlobe vseboval krožni polarizacijski signal.
"Signal je majhen, vendar je raven dvoumnosti tudi majhna," je dejal Schwieterman, zaradi česar je metoda kljub težavam uporabna.
Prihodnji ogromni vesoljski teleskopi, na primer opazovalnica velikega UV-optičnega infrardečega anketarja (LUVOIR), bodo morda izsiljevali ta šibki podpis. LUVOIR je še vedno le koncept, vendar bi imel premer zrcala šestkrat širši od tistega v vesoljskem teleskopu Hubble in bi verjetno lahko letel sredi 2030-ih, ocenjujejo uradniki.
Snik meni, da bi lahko tehniko krožne polarizacije približali tudi domu, na instrumentu, ki je priletel potencialno bivalnim lunam v zunanjem osončju, kot sta Europa ali Enceladus. Z usmeritvijo takšnega detektorja v te zamrznjene svetove lahko znanstveniki vidijo signal živih bitij.
"Mogoče bo naše prvo odkrivanje nezemeljskega življenja na našem dvorišču," je dejal Snik.
Opomba urednika: Ta zgodba je bila popravljena, saj je Snikova raziskovalna skupina izvajala terenske poskuse na Free University Amsterdam, ne na univerzi Leiden. Posodobljen je bil tudi tako, da vsebuje povezavo do končno objavljene različice Snikove raziskave v Časopisu za kvantitativno spektroskopijo in sevalni prenos.
