Amikor a csillaghajó legénységének tagjai új bolygó körül pályára kerülnek, az egyik első dolguk az életformák vizsgálata. A valós világban a kutatók már régóta megpróbálták kitalálni, hogyan lehet egyértelműen észlelni az élet jeleit a távoli egzoplanetokon.
Most egy lépéssel közelebb kerülnek ehhez a célhoz, egy új távérzékelési technikának köszönhetően, amely egy biokémiai dudorra támaszkodik, amely a fény egy adott irányba történő spirálát okozza, és meglehetősen félreérthető jelet ad. A módszer, amelyet egy nemrégiben az Astrobiology folyóiratban publikáltak, felhasználható lenne az űrmegfigyelő intézetek fedélzetén és segítsen a tudósoknak megtanulni, hogy az univerzum olyan élőlényeket tartalmaz-e, mint mi.
Az utóbbi években a távoli élet észlelése óriási érdeklődésre számot tartó téma, mivel a csillagászok megkezdték a más csillagokat keringő bolygók fényének megragadását, amelyet elemezni lehet annak meghatározása érdekében, hogy milyen vegyületeket tartalmaznak ezek a világok. A kutatók szeretnének kitalálni egy olyan mutatót, amely határozottan meg tudja mondani nekik, hogy élő bioszférát néznek-e vagy sem.
Például, ha az exoplanet légkörében túl sok oxigén van jelen, jó tanács lehet, hogy valami lélegzik a felületén. De számos olyan módszer létezik, amellyel a nem életképes folyamatok oxigénmolekulákat generálhatnak, és megtéveszthetik a távoli megfigyelőket abban, hogy azt gondolják, hogy a világ tele van az élettel.
Ezért néhány kutató javasolta a szerves molekulák láncának felkutatását. Ezek az élő vegyi anyagok kétféle elrendezésben találhatók: egy jobb és egy bal oldali változat, amelyek olyanok, mint a tükör tükrözi egymás képeit. A vadonban a természet egyenlő mennyiségben termel ezeket a jobb- és balkezes molekulákat.
"A biológia megtöri ezt a szimmetriát" - mondta a Live Sciencenek Frans Snik, a hollandiai Leideni Egyetemen csillagász és az új cikk társszerzője. "Ez a különbség a kémia és a biológia között."
A Földön az élőlények kiválasztják az egyik molekuláris „kezét” és ragaszkodnak hozzá. Az aminosavak, amelyek a fehérjéket alkotják a testében, mind a megfelelő molekulák balkezes változatai.
Amikor a fény kölcsönhatásba lép a különböző kézből álló elrendezések hosszú láncaival, akkor körkörösen polarizálódik, vagyis az elektromágneses hullámai az óramutató járásával megegyező vagy az óramutató járásával ellentétes irányban haladnak. A szervetlen molekulák általában nem adják ezt a tulajdonságot a fénysugaraknak.
A korábbi, a Journal of Quantrative Spectroscopy and Radiative Transfer folyóiratban közzétett munkában Snik és kollégái a laboratóriumukban frissen szedett angol borostyánleveleket nézték meg, és figyelték, ahogy a klorofill (zöld pigment) körkörösen polarizált fényt hoz létre. A levelek hanyatlásával a kör alakú polarizációs jel egyre gyengébb lett, egészen addig, amíg teljesen eltűnt.
A következő lépés a technika tesztelése volt a terepen, így a kutatók eszközt vettek fel, amely ilyen polaritást észlel az amszterdami Free University épületének tetején, és egy közeli sportpályára irányította. Zavartan zavarták, hogy nem látnak körkörösen polarizált fényt - mondta Snik, amíg rájöttek, hogy ez Hollandiában azon kevés sportpálya egyike, amely műfüvet használ. Amikor a kutatók néhány mérföldnyire egy erdőbe irányították detektorukat, a körkörösen polarizált jel hangosan és tiszta módon jött át.
A millió dolláros kérdés az, hogy egy másik világban élő szervezetek hasonló favoritizmust mutatnak-e az egykezes molekulákra, mondta Snik. Úgy véli, hogy ez meglehetősen jó tét, mivel a szén-alapú vegyi anyagok a legjobban illeszkednek egymáshoz, ha mindkettő azonos kéziségű.
Csapata jelenleg olyan készüléket tervez, amelyet repülhet a Nemzetközi Űrállomás felé, és leképezi a Föld körkörös polarizációs jelét, hogy jobban megértse, hogyan nézhet ki egy analóg aláírás egy távoli bolygó fényében.
Ez szélsőséges, de érdemes kihívás lesz - mondta a Live Sciencenek Edward Schwieterman, a Riverside-i Kaliforniai Egyetem csillagász és asztrobiológus, aki nem vett részt a munkában. Egy exoplanet fényének megragadása azt jelenti, hogy megakadályozzák a szülőcsillagból származó fényt, amely általában körülbelül 10 milliárdszor világosabb, tette hozzá. Ha a világ él, akkor a fénynek csak egy apró részén található a kör alakú polarizációs jel.
"A jel kicsi, de a kétértelműség szintje szintén kicsi" - mondta Schwieterman, a nehézség ellenére hasznosítva a módszert.
A jövőben hatalmas, űrben működő távcsövek, mint például a Nagy UV Optikai Infravörös Felmérő (LUVOIR) obszervatórium képesek lehetnek erre a halvány aláírásra. A LUVOIR továbbra is csak koncepció, de hatszor szélesebb tükörátmérőjű lenne, mint a Hubble Űrtávcsőnél, és valószínűleg 2030-as évek közepén repülhetne, becsülik a tisztviselők.
Snik úgy véli, hogy a körkörös polarizációs technikát közelebb lehet hozni a házhoz, olyan eszközön, amelyet a külső Naprendszer potenciálisan alkalmazható holdjaira repülnek, például az Europa vagy az Enceladus. Ha egy ilyen detektorot ezekre a fagyasztott világokra céloznak, a tudósok láthatják az élőlények jelét.
"Talán a földönkívüli élet első észlelése a hátsó udvarban lesz" - mondta Snik.
Szerkesztő megjegyzés: Ezt a történetet kijavítottuk annak megfigyelésére, hogy Snik kutatócsoportja terepi kísérleteit az Amszterdami Szabad Egyetemen, nem pedig a Leideni Egyetemen végezte. Azt is frissítették, hogy tartalmaz egy linket a Snik kutatásának véglegesen közzétett verziójához a Journal of Quantitat Spectroscopy and Radiative Transfer folyóiratban.
