Atunci când membrii echipajului navei stelare Enterprise intră pe orbită în jurul unei planete noi, unul dintre primele lucruri pe care le fac este să cerceteze formele de viață. Aici, în lumea reală, cercetătorii încearcă de mult timp să descopere cum să detecteze fără echivoc semne de viață pe exoplanetele îndepărtate.
Acum sunt cu un pas mai aproape de acest obiectiv, datorită unei noi tehnici de teledetecție, care se bazează pe o criză de biochimie care provoacă lumina în spirală într-o direcție particulară și produc un semnal destul de inconfundabil. Metoda, descrisă într-o lucrare recentă publicată în jurnalul Astrobiologie, ar putea fi folosită la bordul observatoriilor spațiale și să îi ajute pe oamenii de știință să învețe dacă universul conține ființe vii ca noi.
În ultimii ani, detectarea vieții la distanță a devenit un subiect de imens interes, deoarece astronomii au început să capteze lumina de pe planetele care orbitează alte stele, care pot fi analizate pentru a determina ce fel de substanțe chimice conțin aceste lumi. Cercetătorii ar dori să-și dea seama de un indicator care le-ar putea spune în mod definitiv dacă se uită sau nu la o biosferă vie.
De exemplu, prezența oxigenului excesiv în atmosfera unui exoplanet ar putea fi un indiciu bun pentru că ceva respiră pe suprafața sa. Dar există o mulțime de modalități prin care procesele fără vigoare pot genera molecule de oxigen și îi pot păcăli pe observatorii de la distanță să creadă că o lume se îmbolnăvește de viață.
Prin urmare, unii cercetători au sugerat să caute lanțuri de molecule organice. Aceste substanțe chimice vii sunt în două aranjamente - o versiune dreaptă și una stângă care sunt ca niște imagini cu oglindă. În sălbăticie, natura produce cantități egale din aceste molecule din dreapta și din stânga.
"Biologia rupe această simetrie", a spus Frans Snik, astronom la Universitatea Leiden din Olanda și coautor al noii lucrări, pentru Live Science. „Aceasta este diferența dintre chimie și biologie”.
Pe Pământ, viețuitoarele selectează o „mână” moleculară și se lipesc de ea. Aminoacizii care formează proteinele din corpul tău sunt toate versiunile din stânga ale moleculelor respective.
Când lumina interacționează cu lanțuri lungi ale acestor aranjamente cu mâini diferite, ea devine polarizată circular, ceea ce înseamnă că undele sale electromagnetice vor călători în spiralele acelor de ceasornic sau în sensul acelor de ceasornic. Moleculele anorganice nu vor transmite în general această proprietate razelor de lumină.
În lucrările anterioare publicate în Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Snik și colegii săi au privit frunze de iederă englezească recent culese în laboratorul lor și au urmărit cum clorofila (un pigment verde) creează lumină polarizată circular. Pe măsură ce frunzele se descompuneau, semnalul de polarizare circulară a devenit din ce în ce mai slab, până când a dispărut în întregime.
Următorul pas a fost testarea tehnicii în teren și astfel cercetătorii au luat un instrument care detectează o astfel de polaritate la acoperișul clădirii lor de la Free University Amsterdam și au vizat-o către un teren de sport din apropiere. Au fost perpleși să nu vadă nicio lumină polarizată circular, a spus Snik, până când au realizat că acesta este unul dintre puținele terenuri de sport din Olanda care foloseau iarbă artificială. Când cercetătorii și-au îndreptat detectorul spre o pădure aflată la câțiva kilometri distanță, semnalul polarizat circular a ieșit puternic și clar.
Întrebarea de milioane de dolari este dacă organismele din altă lume ar manifesta sau nu un favoritism similar pentru moleculele cu o singură mână, a spus Snik. El consideră că este un pariu destul de bun, deoarece substanțele chimice pe bază de carbon se potrivesc cel mai bine atunci când toate au aceeași manevră.
Echipa sa proiectează acum un instrument care ar putea fi dirijat către Stația Spațială Internațională și mapează semnalul de polarizare circulară a Pământului pentru a înțelege mai bine cum ar putea arăta o semnătură analogă în lumina unei planete îndepărtate.
Aceasta va fi o provocare extremă, dar demnă, a spus Edward Schwieterman, astronom și astrobiolog la Universitatea din California, Riverside, care nu a fost implicat în lucrare, a declarat pentru Live Science. Captarea luminii unui exoplanet înseamnă blocarea luminii din steaua sa mamă, care este de obicei de aproximativ 10 miliarde de ori mai strălucitoare, a adăugat el. Dacă lumea este vie, doar o mică parte din lumina ei va conține semnalul de polarizare circulară.
"Semnalul este mic, dar nivelul de ambiguitate este de asemenea mic", a spus Schwieterman, ceea ce face ca metoda să fie utilă în ciuda dificultății sale.
Viitorii telescoape spațiale enorme, cum ar fi observatorul UV Optical Infraredor Surveyor (LUVOIR), ar putea fi capabil să tachineze această semnătură slabă. LUVOIR este încă un concept, dar ar avea un diametru oglindă de șase ori mai larg decât cel din Telescopul spațial Hubble și ar putea zbura probabil la mijlocul anilor 2030, estimează oficialii.
Snik consideră că tehnica de polarizare circulară ar putea fi adusă și mai aproape de casă, pe un instrument arătat de lunile potențial locuibile din sistemul solar exterior, cum ar fi Europa sau Enceladus. Vizând un astfel de detector către aceste lumi înghețate, oamenii de știință ar putea vedea semnalul creaturilor vii.
"Poate prima noastră detectare a vieții extraterestre va fi în curtea noastră", a spus Snik.
Nota editorului: Această poveste a fost corectată pentru a reține că echipa de cercetare a lui Snik și-a desfășurat experimentele pe teren la Free University Amsterdam, nu la Universitatea Leiden. De asemenea, a fost actualizată pentru a include o legătură către versiunea finală publicată a cercetării lui Snik în Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer.
