Astrobiologové na dálku detekují podpis života. Nebuďte příliš nadšení, ačkoli to bylo s vrtulníkem zde na Zemi

Chiralita je slovo běžně se vyskytující v biologických učebnicích, které se občas objeví v astronomické komunitě, obvykle při diskuzi o potenciálních biologických podpisech. Obvykle se tento termín vysvětluje analogií s levou a pravou rukou – jak jsou molekuly zakřiveny tím či oním specifickým způsobem, podobně jako se formují lidské ruce buď jako levé nebo pravé. Tato dvě zakřivení molekul jsou navzájem zrcadlovými obrazy, ale nejsou úplně stejné. Donedávna se detekce chirality zaměřovala na měření in situ, jako jsou ta na Marsu, kde lze přímo odebírat vzorky molekul. Nyní však tým vedený Drs. Lucas Patty a Jonáš Kühn na Univerzita v Bernu , se podařilo detekovat chiralitu na dálku pomocí nějaké působivé nové technologie.

Abiotické (neživé) systémy nemají chiralitu, takže v případě zjištění chirality je způsobena živým systémem. Díky této vlastnosti je chiralita zvláště užitečná jako biosignatura, takže výzkumníci již několik desetiletí hledali způsoby, jak ji detekovat.

TED Diskuse o konceptu chirality.
Kredit – kanál YouTube TED-Ed

Jedním rysem chirality, který vedl k cestě dálkového průzkumu, je skutečnost, že když světlo svítí na biologickou hmotu, část vlnové délky světla, které se odráží zpět, je stočena buď ve spirále ve směru nebo proti směru hodinových ručiček. Dr. Patty a Kühn použili tento jev jako základ své techniky dálkového průzkumu.

Jejich největším problémem bylo, že procento světla, které projde tímto zakřivením, je menší než jedno procento z celkového množství odraženého světla. Obvykle se takové malé procento z celkového signálu ztratí v šumu jakéhokoli senzoru, který jej shromáždil. Dlouhá pozorovací období by však mohla pomoci zvýšit „ odstup signálu od šumu “ a zviditelní malé procento, které je zakřivené.

Schéma konceptu FlyPol.
Kredit – Lucas Patty

To je to, co tým udělal před čtyřmi lety, když nastavil senzor ve vzdálenosti 20 cm od objektů a několik minut je pozoroval. Byli schopni vzdáleně detekovat chiralitu, ale zjevná omezení formátu znamenala, že iterace by byla vždy užitečná pouze jako laboratorní nástroj.

Pak ale tým udělal obrovský skok do vzduchu. Přesněji řečeno, udělali skok do vrtulníku. Pomocí nového vylepšeného nástroje známého jako FlyPol byli schopni detekovat výmluvné známky chirality při letu nad lesy, poli a dokonce i jezery naplněné řasami. Důležité je, že také dokázali rozlišit mezi těmito životními prostředími a abiotickými, jako jsou silnice nebo budovy. A toto rozlišení dokázali provést během několika sekund, kdy vrtulník přeletěl oblast ve výšce 2 km rychlostí 70 km/h.

Dráha letu vrtulníku použitého v experimentech.
Kredit – Univerzita v Bernu

I když je nový senzor zjevně mnohem užitečnější než ten v laboratoři, čeká nás ještě mnohem větší skok. Další krok by zahrnoval stint na ISS pokusit se pozorovat stejná pozemská prostředí na mnohem větší vzdálenost. Tým doufá, že se v příštích několika letech vypraví do vesmíru, ale mezitím zdůrazňují, že i když dnes existuje, zařízení namontované na vrtulníku by bylo užitečné pro práci na dálku, jako je detekce odlesňování nebo květů řas. Je zapotřebí více úprav a výzkumu, ale byl to skvělý začátek nové oblasti dálkového průzkumu Země.

Další informace:
Univerzita v Bernu – Vědci zjišťují známky života na dálku
Euronews - Je tam venku mimozemský život? Tito výzkumníci to sledují pomocí molekulární fyziky
ScienceAlert – Klíčová vlastnost života byla poprvé detekována z velké nadmořské výšky

Hlavní obrázek:
Uvnitř vrtulníku s namontovaným experimentem FlyPol.
Kredit: Lucas Patty