Kada se članovi posade broda Enterprise povuku u orbitu oko novog planeta, jedna od prvih stvari koju čine je skeniranje životnih formi. Ovdje u stvarnom svijetu, istraživači dugo pokušavaju otkriti kako nedvosmisleno otkriti znakove života na udaljenim egzoplanetima.
Sada su jedan korak bliže tom cilju, zahvaljujući novoj tehnici daljinskog senziranja koja se oslanja na hirovitu biokemiju koja uzrokuje spiralu svjetla u određenom smjeru i proizvodi prilično nepogrešiv signal. Metoda opisana u nedavnom radu objavljenom u časopisu Astrobiology mogla bi se primijeniti u svemirskim opservatorijama i pomoći znanstvenicima da saznaju sadrži li svemir živa bića poput nas.
Posljednjih godina otkrivanje života na daljinu postalo je tema od ogromnog interesa jer su astronomi počeli hvatati svjetlost sa planeta u orbiti oko drugih zvijezda, što se može analizirati kako bi se utvrdilo kakve kemikalije sadrže ti svjetovi. Istraživači bi željeli pronaći neki pokazatelj koji bi im definitivno mogao reći da li gledaju živu biosferu ili ne.
Primjerice, prisutnost prekomjernog kisika u atmosferi egzoplaneta mogao bi biti dobar nagovještaj da na njegovoj površini nešto diše. Ali postoji puno načina da neživi procesi mogu stvoriti molekule kisika i navesti daljnje promatrače na vjerovanje da svijet prepun života.
Stoga su neki istraživači sugerirali traženje lanaca organskih molekula. Ove žive kemikalije dolaze u dva rasporeda - s desničarskom i s lijevom verzijom koja su poput međusobno okrenutih zrcala. U divljini priroda proizvodi jednake količine tih molekula desne i lijeve ruke.
"Biologija prekida ovu simetriju", rekao je Frans Snik, astronom sa Sveučilišta Leiden u Nizozemskoj i koautor novog rada za Live Science. "Ovo je razlika između kemije i biologije."
Na Zemlji, živa bića odabiru jednu molekularnu "ruku" i drže se s njom. Aminokiseline koje čine proteine u vašem tijelu sve su ljevoruke verzije njihovih molekula.
Kad svjetlost djeluje s dugim lancima ovih rasporeda različitih ruku, postaje kružno polarizirana, što znači da će njeni elektromagnetski valovi putovati u spiralu ili u suprotnom smjeru. Anorganske molekule općenito neće prenositi ovo svojstvo na zrake svjetlosti.
U prethodnom radu objavljenom u časopisu Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Snik i njegovi kolege gledali su svježe ubrane listove engleskog bršljana u svom laboratoriju i promatrali kako klorofil (zeleni pigment) stvara kružno polariziranu svjetlost. Kako su listovi propadali, signal kružne polarizacije je postajao sve slabiji i slabiji sve dok nije u potpunosti nestao.
Sljedeći je korak bio testiranje tehnike na terenu, pa su istraživači uzeli instrument koji detektira takvu polarnost na krovu njihove zgrade na Free University Amsterdamu i usmjerio je prema obližnjem sportskom terenu. Oni su bili zbunjeni da ne vide kružno polariziranu svjetlost, rekao je Snik, sve dok nisu shvatili da je ovo jedan od rijetkih sportskih terena u Nizozemskoj koji koristi umjetnu travu. Kad su istraživači usmjerili svoj detektor u šumu udaljenu nekoliko kilometara, kružno polarizirani signal prodirao je glasno i jasno.
Pitanje od milijun dolara je hoće li organizmi na drugom svijetu pokazati sličan favorizam za molekule s jednom rukom, rekao je Snik. Smatra da je to prilično dobra oklada, s obzirom da se kemikalije na bazi ugljika najbolje spajaju kad se svi dijele na isti način.
Njegov tim sada dizajnira instrument koji bi mogao doletjeti do Međunarodne svemirske stanice i preslikati kružni polarizacijski signal Zemlje kako bi bolje razumio kako bi analogni potpis mogao izgledati u svjetlu daleke planete.
To će biti ekstremni, ali vrijedan izazov, rekao je za Live Science Edward Schwieterman, astronom i astrobiolog sa Sveučilišta u Kaliforniji, Riverside koji nije bio uključen u posao. Uhvatiti svjetlo egzoplanete znači blokiranje svjetla od matične zvijezde, što je obično oko 10 milijardi puta svjetlije, dodao je. Ako je svijet živ, samo mali dio njegove svjetlosti sadržavat će signal kružne polarizacije.
"Signal je mali, ali razina nejasnoća je također mala", rekao je Schwieterman, čineći metodu korisnom unatoč poteškoćama.
Budući ogromni svemirski teleskopi, kao što je Veliki UV optički infracrveni opservatorij (LUVOIR), mogli bi iskaliti ovaj slab potpis. LUVOIR je još uvijek samo koncept, ali imao bi promjer zrcala šest puta širi od onog na svemirskom teleskopu Hubble i vjerojatno bi mogao letjeti sredinom 2030-ih, procjenjuju zvaničnici.
Snik smatra da bi se tehnika kružne polarizacije također mogla približiti kući, na instrumentu koji leti na potencijalno useljive mjesece u vanjskom Sunčevom sustavu, poput Europa ili Enceladusa. Ciljajući takav detektor na ove smrznute svjetove, znanstvenici bi mogli vidjeti signal živih bića.
"Možda će se naše prvo otkrivanje izvanzemaljskog života naći u našem dvorištu", rekao je Snik.
Napomena urednika: Ova je priča ispravljena uz napomenu da je Snikov istraživački tim izveo terenske eksperimente na Slobodnom sveučilištu Amsterdam, a ne na Sveučilištu Leiden. Ažurirano je i kako bi uključivalo poveznicu s konačnom objavljenom verzijom Snikovog istraživanja u časopisu Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer.
