Kun tähtilaivayrityksen miehistön jäsenet kiertävät kiertoradalla uuden planeetan ympärillä, yksi ensimmäisistä tekemistään asioista on elämänmuotojen etsiminen. Täällä todellisessa maailmassa tutkijat ovat jo pitkään yrittäneet selvittää, kuinka yksiselitteisesti havaita elämän merkkejä etäisillä eksoplaneetoilla.
Ne ovat nyt askeleen lähempänä tätä päämäärää, uuden etäkartoitusmenetelmän ansiosta, joka perustuu biokemian virkeeseen, joka aiheuttaa valon spiraalin tiettyyn suuntaan ja tuottaa melko erehtymättömän signaalin. Menetelmää, jota kuvataan äskettäisessä Astrobiology-lehdessä julkaistussa lehdessä, voitaisiin käyttää avaruuspohjaisissa observatorioissa ja auttaa tutkijoita oppimaan, sisältääkö maailmankaikkeus itsemme kaltaisia eläviä olentoja.
Viime vuosina etäelämän havaitsemisesta on tullut erittäin kiinnostava aihe, kun tähtitieteilijät ovat alkaneet kaapata valoa planeetoilta, jotka kiertävät muita tähtiä, ja jotka voidaan analysoida määrittääkseen, millaisia kemikaaleja nämä maailmat sisältävät. Tutkijat haluaisivat selvittää indikaattorin, joka voisi lopullisesti kertoa heille, katsovatko he elävää biosfääriä.
Esimerkiksi liiallisen hapen esiintyminen eksoplaneetan ilmakehässä voi olla hyvä vihje siitä, että jotain hengittää sen pinnalla. Mutta on olemassa paljon tapoja, joilla elottomat prosessit voivat tuottaa happimolekyylejä ja huijata etähavaitsijoita uskomaan, että maailma täyttää elämän.
Siksi jotkut tutkijat ovat ehdottaneet orgaanisten molekyylien ketjujen etsimistä. Nämä elävät kemikaalit toimitetaan kahdessa järjestelyssä - oikeakätinen ja vasenkätinen versio, jotka ovat kuin peilikuvia toisistaan. Luonnossa luonto tuottaa yhtä suuret määrät näitä oike- ja vasenkätisiä molekyylejä.
"Biologia rikkoo tämän symmetrian", Frans Snik, Alankomaissa sijaitsevan Leidenin yliopiston tähtitieteilijä ja uuden tutkimuksen tekijä, kertoi Live Sciencelle. "Tämä on ero kemian ja biologian välillä."
Maapallolla elävät olennot valitsevat yhden molekyylisen "käden" ja pitävät sen kiinni. Kehosi proteiineja muodostavat aminohapot ovat kaikki vastaavien molekyylien vasemmanpuoleisia versioita.
Kun valo on vuorovaikutuksessa näiden erilaisten käsien järjestelyjen pitkien ketjujen kanssa, se muuttuu ympyräpolaroituneeksi, mikä tarkoittaa, että sen sähkömagneettiset aallot liikkuvat joko myötäpäivään tai vastapäivään. Epäorgaaniset molekyylit eivät yleensä anna tätä ominaisuutta valonsäteille.
Aikaisemmassa lehdessä, joka julkaistiin kvantitatiivisessa spektroskopiassa ja säteilysiirrossa, Snik ja hänen kollegansa tarkastelivat vasta laboratoriossaan juuri poimittuja englannin murattilehtiä ja katselivat, miten klorofylli (vihreä pigmentti) loi ympyrän polarisoidun valon. Lehtien rapistuessa pyöreä polarisaatiosignaali heikkeni ja heikkeni, kunnes se kokonaan katosi.
Seuraava askel oli tekniikan testaaminen kentällä, ja tutkijat ottivat instrumentin, joka havaitsee tällaisen napaisuuden rakennuksensa katolle Free University Amsterdamissa ja kohdisti sen läheiseen urheilukenttään. He olivat hämmentyneitä, koska he eivät nähneet ympyräpolarisoitunutta valoa, Snik sanoi, kunnes he huomasivat, että tämä oli yksi harvoista Alankomaissa sijaitsevista urheilukentistä, joissa käytettiin keinotekoista ruohoa. Kun tutkijat suuntasivat ilmaisimensa muutaman mailin päässä olevaan metsään, ympyrämäisesti polarisoitu signaali tuli ääneen ja selvästi.
Miljoonan dollarin kysymys on, olisiko toisen maailman organismeilla samanlainen suosituisuus yhden käden molekyyleissä, Snik sanoi. Hän uskoo, että se on melko hyvä veto, koska hiilipohjaiset kemikaalit sopivat parhaiten yhteen, kun niillä kaikilla on sama kädensija.
Hänen tiiminsä suunnittelee nyt välinettä, joka voitaisiin lentää kansainväliselle avaruusasemalle ja kartoittaa Maan ympyräpolarisaatiosignaali ymmärtääksesi paremmin, kuinka vastaava allekirjoitus voi näyttää kaukaisen planeetan valossa.
Se on äärimmäinen, mutta kannattava haaste, Kalifornian Riverside-yliopiston tähtitieteilijä ja astrobiologi Edward Schwieterman, joka ei ollut mukana työssä, kertoi Live Science: lle. Hän lisäsi, että eksoplanetaalin valon sieppaaminen tarkoittaa valon estämistä sen päätähdeltä, joka on yleensä noin 10 miljardia kertaa kirkkaampi. Jos maailma on elossa, vain pieni osa sen valosta sisältää pyöreän polarisaatiosignaalin.
"Signaali on pieni, mutta myös epäselvyys on vähäistä", Schwieterman kertoi, että menetelmä oli hyödyllinen vaikeudestaan huolimatta.
Tulevat valtavat avaruuspohjaiset kaukoputket, kuten LUVOIR-observatorio, kuten suuri UV-optisen infrapunamittarin, voisivat kyetä kiusata tätä heikkoa allekirjoitusta. LUVOIR on edelleen vain konsepti, mutta sen peilin halkaisija olisi kuusi kertaa leveämpi kuin Hubble-avaruus teleskooppissa ja voisi todennäköisesti lentää 2030-luvun puolivälissä, virkamiehet arvioivat.
Snikin mukaan pyöreä polarisaatiotekniikka voitaisiin myös viedä lähemmäksi kotia instrumentilla, joka lentäisi ulkoisen aurinkokunnan mahdollisesti asuttaviin kuihin, kuten Europa tai Enceladus. Kohdistamalla tällainen ilmaisin näihin jäätyneisiin maailmoihin tutkijat saattavat nähdä elävien olentojen signaalin.
"Ehkä ensimmäinen maapallon ulkopuolisen elämän havaitseminen on takapihallamme", Snik sanoi.
Toimittajan huomautus: Tämä tarina korjattiin huomaamaan, että Snikin tutkimusryhmä suoritti kenttäkokeiluja Amsterdamin vapaassa yliopistossa, ei Leidenin yliopistossa. Se päivitettiin myös sisällyttämällä linkki Snikin tutkimuksen lopulliseen julkaistuun versioon Journal of Quantrative Spectroscopy and Radiative Transfer -lehdessä.
