Kui tähelaeva Enterprise meeskonnaliikmed lähevad uue planeedi ümber orbiidile, on üks esimesi asju, mida nad teevad, eluvormide otsimine. Siin reaalses maailmas on teadlased juba pikka aega püüdnud välja mõelda, kuidas kaugetel eksoplaneetidelt elumärke üheselt tuvastada.
Tänu uuele kaugseire tehnikale, mis tugineb biokeemia keerdkäigule, mis põhjustab valguse spiraali kindlas suunas ja mis annab üsna eksimatu signaali, on nad nüüd selle eesmärgi saavutamiseks ühe sammu lähemal. Ajakirjas Astrobiology avaldatud hiljutises artiklis kirjeldatud meetodit võiks kasutada kosmosepõhistes vaatluskeskustes ja aidata teadlastel teada saada, kas universum sisaldab elusolendeid nagu meie.
Viimastel aastatel on kaugelu avastamine muutunud tohutu huvi teemaks, kuna astronoomid on hakanud püüdma valgust teistest tähtedest tiirlevatelt planeetidelt, mida saab analüüsida, et teha kindlaks, milliseid kemikaale need maailmad sisaldavad. Teadlased sooviksid välja mõelda mõne näitaja, mis võiks neile lõplikult öelda, kas nad vaatavad elusat biosfääri või mitte.
Näiteks võib liigse hapniku olemasolu eksoplaneedi atmosfääris olla heaks vihjeks, et midagi selle pinnalt hingab. Kuid on mitmel viisil, kuidas mitteelulised protsessid võivad genereerida hapniku molekule ja meelitada kaugvaatlejaid uskuma, et maailm on elu täis.
Seetõttu on mõned teadlased soovitanud otsida orgaaniliste molekulide ahelaid. Need eluskemikaalid on kahes järjestuses - parem- ja vasakukäeline versioon, mis on nagu üksteise peegelpildid. Looduses toodab loodus võrdses koguses neid parema- ja vasakukäelisi molekule.
"Bioloogia rikub selle sümmeetria," rääkis Frans Snik, Hollandi Leideni ülikooli astronoom ja uue paberi kaasautor Live Science'ile. "See on erinevus keemia ja bioloogia vahel."
Maa peal valivad elusolendid ühe molekulaarse "käe" ja kleepuvad sellega. Teie kehas valke moodustavad aminohapped on kõik nende vastavate molekulide vasakpoolsed versioonid.
Kui valgus interakteerub nende erinevate kätega paigutustega pikkade ahelatega, muutub see ringikujuliselt, st elektromagnetilised lained liiguvad kas päripäeva või vastupäeva. Anorgaanilised molekulid ei anna seda omadust tavaliselt valguskiirtele.
Eelmises ajakirjas Journal of Quantitat Spectroscopy and Radiative Transfer avaldatud töös vaatasid Snik ja tema kolleegid laboris värskelt korjatud inglaste luuderohi lehti ja jälgisid, kuidas klorofüll (roheline pigment) tekitas ringikujuliselt polariseeritud valguse. Lehtede kõdunedes muutus ümmarguse polarisatsiooni signaal nõrgemaks ja nõrgemaks, kuni see täielikult kadus.
Järgmine samm oli tehnika katsetamine välitingimustes ja nii võtsid teadlased mõõteriista, mis tuvastab sellise polaarsuse oma Amsterdami Vabaülikooli hoone katusele ja suunas selle lähedalasuvale spordiväljakule. Snik ütles, et nad olid hämmingus, et ringikujuliselt polariseeritud valgust ei näe, kuni nad mõistsid, et see oli üks väheseid Hollandi spordiväljakuid, kus kasutati kunstmuru. Kui teadlased suunasid oma detektori mõne miili kaugusel asuvasse metsa, tuli ringikujuliselt polariseeritud signaal läbi valju ja selge.
Miljoni dollari küsimus on selles, kas teise maailma organismidel oleks sarnane eelistamine ühe käega molekulidele või mitte, ütles Snik. Ta usub, et see on üsna hea panus, kuna süsinikupõhised kemikaalid sobivad kõige paremini kokku, kui neil kõigil on sama käepärasus.
Tema meeskond kavandab nüüd vahendit, mille saaks lennata rahvusvahelisse kosmosejaama ja kaardistada Maa ümmarguse polarisatsiooni signaali, et paremini mõista, kuidas analoogne signatuur kauge planeedi valguses võiks välja näha.
See on äärmuslik, kuid seda väärt väljakutse, ütles Live Riverside'i California ülikooli Riverside'i astronoom ja astrobioloog Edward Schwieterman Live Science'ile. Ta lisas, et eksoplaneedi valguse hõivamine tähendab valguse blokeerimist selle algsest tähest, mis on tavaliselt umbes 10 miljardit korda heledam. Kui maailm on elus, sisaldab ümmarguse polarisatsiooni signaali ainult väike osa selle valgusest.
"Signaal on väike, kuid ka mitmetähenduslikkuse tase on väike," sõnas Schwieterman, muutes meetodi selle keerukusest hoolimata kasulikuks.
Tulevased tohutud kosmosepõhised teleskoobid, näiteks suure UV-optilise infrapuna-mõõdiku (LUVOIR) vaatluskeskus, võiksid seda nõrka signatuuri kiusata. Ametnike hinnangul on LUVOIR endiselt vaid kontseptsioon, kuid selle peegli läbimõõt oleks kuus korda laiem kui Hubble'i kosmoseteleskoobis ja see võiks tõenäoliselt lennata 2030. aastate keskel.
Sniku arvates võiks ümmarguse polarisatsiooni tehnikat viia ka koju lähemale, instrumendil, mis lennutatakse päikesesüsteemi potentsiaalselt asustatavatesse kuudesse, nagu näiteks Europa või Enceladus. Sihtides sellise detektori nendesse külmunud maailmadesse, võivad teadlased näha elusolendite signaali.
"Võib-olla toimub maavälise elu esimene avastamine meie tagaaias," ütles Snik.
Toimetaja märkus: Seda lugu parandati, märkides, et Sniku uurimisrühm viis oma välikatseid Amsterdami Vabaülikoolis, mitte Leideni ülikoolis. Samuti uuendati seda, lisades lingi Sniku uurimistöö lõpliku avaldatud versiooni juurde ajakirjas Quantitat Spectroscopy and Radiative Transfer.
