Když se členové posádky hvězdné lodi Enterprise dostanou na oběžnou dráhu kolem nové planety, jednou z prvních věcí, kterou dělají, je hledání životních forem. Zde v reálném světě se vědci již dlouho snaží vymyslet, jak jednoznačně detekovat známky života na vzdálených exoplanetách.
Nyní jsou o krok blíže k tomuto cíli, a to díky nové technice dálkového průzkumu, která se spoléhá na biochemii, která způsobí, že se světlo spirálou v určitém směru a vydává poměrně nezaměnitelný signál. Tuto metodu, popsanou v nedávném článku publikovaném v časopise Astrobiologie, lze použít na palubách vesmírných observatoří a pomoci vědcům zjistit, zda vesmír obsahuje živé bytosti jako my.
V posledních letech se detekce dálkového života stala předmětem nesmírného zájmu, protože astronomové začali zachytávat světlo z planet obíhajících jiné hvězdy, což lze analyzovat a určit, jaké chemikálie tyto světy obsahují. Vědci by chtěli přijít na nějaký ukazatel, který by jim mohl s konečnou platností říci, zda se dívají na živou biosféru.
Například přítomnost nadměrného kyslíku v atmosféře exoplanety může být dobrým náznakem toho, že na jeho povrchu něco dýchá. Existuje však mnoho způsobů, jak neživé procesy mohou vytvářet molekuly kyslíku a přimět vzdálené pozorovatele k tomu, aby věřili, že svět se hemží životem.
Někteří vědci proto navrhli hledat řetězce organických molekul. Tyto živé chemikálie mají dvě uspořádání - pravou a levou verzi, které jsou jako zrcadlové obrazy navzájem. V přírodě příroda produkuje stejná množství těchto pravotočivých i levotočivých molekul.
„Biologie narušuje tuto symetrii,“ řekl Frans Snik, astronom na Leidenské univerzitě v Nizozemsku a spoluautor nové práce. "To je rozdíl mezi chemií a biologií."
Na Zemi si živé bytosti vyberou jednu molekulární „ruku“ a drží se jí. Aminokyseliny, které tvoří proteiny ve vašem těle, jsou všechny levostranné verze příslušných molekul.
Když světlo interaguje s dlouhými řetězci těchto různě uspořádaných uspořádání, stává se kruhově polarizovanou, což znamená, že jeho elektromagnetické vlny se budou pohybovat buď ve směru hodinových ručiček, nebo proti směru hodinových ručiček. Anorganické molekuly obvykle tuto vlastnost nepředávají paprskům světla.
V předchozí práci publikované v časopise Journal of Quantitive Spectroscopy and Radiative Transfer se Snik a jeho kolegové dívali na čerstvě vybrané listy anglického břečťanu ve své laboratoři a sledovali, jak chlorofyl (zelený pigment) vytváří kruhově polarizované světlo. Jak se listy rozpadaly, signál kruhové polarizace zesílil a zeslaboval, až úplně zmizel.
Dalším krokem bylo vyzkoušet techniku v terénu, a tak vědci vzali nástroj, který detekuje takovou polaritu na střechu jejich budovy na Svobodné univerzitě v Amsterdamu a zamířil ji na blízké sportovní hřiště. Byli zmatení, když neviděli žádné kruhově polarizované světlo, řekl Snik, dokud si neuvědomili, že to bylo jedno z mála sportovních hřišť v Nizozemsku využívající umělou trávu. Když vědci zamířili detektor do lesa vzdáleného několik kilometrů, kruhově polarizovaný signál se ozval hlasitě a jasně.
Otázka milionů dolarů je, zda by organismy v jiném světě projevovaly podobný protekcionismus pro molekuly s jednou rukou, řekl Snik. Domnívá se, že je to docela dobrá sázka, protože chemikálie na bázi uhlíku se nejlépe hodí k sobě, když všechny sdílejí stejnou handedness.
Jeho tým nyní navrhuje nástroj, který by mohl být dopraven na Mezinárodní kosmickou stanici, a mapuje signál kruhové polarizace Země, aby lépe pochopil, jak by analogový podpis mohl vypadat ve světle vzdálené planety.
Bude to extrémní, ale stojí za to výzvu, uvedl živý vědec Edward Schwieterman, astronom a astrobiolog na University of California v Kalifornii, který se práce nezúčastnil. Zachycení exoplanetového světla znamená zablokování světla od jeho mateřské hvězdy, která je obvykle asi 10 miliardkrát jasnější, dodal. Pokud je svět naživu, bude jen malý zlomek jeho světla obsahovat signál kruhové polarizace.
„Signál je malý, ale úroveň dvojznačnosti je také malá,“ řekl Schwieterman, což způsobuje, že metoda je užitečná i přes její obtížnost.
Budoucí obrovské kosmické dalekohledy, jako je observatoř LUVOIR (Large UV Optical Infrared Surveyor), by mohly tento slabý podpis podvádět. LUVOIR je stále jen koncept, ale měl by mít zrcadlový průměr šestkrát širší než ten v Hubbleově kosmickém dalekohledu a pravděpodobně by mohl létat v polovině 30. let 20. století, odhadují úředníci.
Snik si myslí, že technika kruhové polarizace by mohla být také přinesena blíže k domovu, na přístroji přeletěném k potenciálně obývatelným měsícům ve vnější sluneční soustavě, jako je Evropa nebo Enceladus. Zaměřením takového detektoru na tyto zmrzlé světy by vědci mohli vidět signál živých tvorů.
"Možná bude naše první detekce mimozemského života na našem dvorku," řekl Snik.
Poznámka editora: Tento příběh byl opraven s ohledem na to, že Snikův výzkumný tým provedl své experimenty v terénu na Svobodné univerzitě v Amsterdamu, nikoli na Leidenově univerzitě. Bylo také aktualizováno tak, aby obsahovalo odkaz na konečnou publikovanou verzi Snikova výzkumu v věstníku kvantitativní spektroskopie a radiačního přenosu.
