Kad zvaigžņu kuģa Enterprise apkalpes locekļi nonāk orbītā ap jaunu planētu, viena no pirmajām lietām, ko viņi dara, ir dzīvības formu meklēšana. Šeit reālajā pasaulē pētnieki jau sen mēģina izdomāt, kā viennozīmīgi atklāt dzīvības pazīmes tālās eksoplanetes.
Viņi tagad ir vienu soli tuvāk šim mērķim, pateicoties jaunai attālās izpētes metodei, kas balstās uz bioķīmijas ķeksīti, kas gaismu izraisa spirālē noteiktā virzienā un rada diezgan nekļūdīgu signālu. Metodi, kas aprakstīta nesenā žurnālā Astrobiology publicētajā dokumentā, varētu izmantot uz kosmosa observatorijām un palīdzēt zinātniekiem uzzināt, vai Visumā ir tādas dzīvās būtnes kā mēs.
Pēdējos gados attālās dzīves noteikšana ir kļuvusi par ārkārtīgi lielu interesi, jo astronomi ir sākuši uztvert gaismu no planētām, kas riņķo ap citām zvaigznēm, un to var analizēt, lai noteiktu, kāda veida ķīmiskās vielas šīs pasaules satur. Pētnieki vēlētos izdomāt kādu rādītāju, kas viņiem varētu skaidri pateikt, vai viņi aplūko dzīvu biosfēru.
Piemēram, pārmērīga skābekļa klātbūtne eksoplanētas atmosfērā varētu būt labs mājiens, ka kaut kas elpo uz tās virsmas. Bet ir daudz veidu, kā nesaistīti procesi var ģenerēt skābekļa molekulas un pievilināt attālinātos novērotājus ticēt, ka pasaule cieš no dzīves.
Tāpēc daži pētnieki ir ieteikuši meklēt organisko molekulu ķēdes. Šīs dzīvās ķimikālijas ir divās kārtās - ar labo un kreiso versiju, kas ir kā viena ar otru atspīdējami attēli. Savvaļā daba ražo vienādos daudzumos šīs labās un kreisās puses molekulas.
"Bioloģija sagrauj šo simetriju," Frans Snik, Nīderlandes Leidenes universitātes astronoms un jaunā darba līdzautors, pastāstīja Live Science. "Šī ir atšķirība starp ķīmiju un bioloģiju."
Uz Zemes dzīvās radības izvēlas vienu molekulāro "roku" un pielīp pie tā. Aminoskābes, kas veido olbaltumvielas jūsu ķermenī, ir visu to molekulu kreisās puses versijas.
Kad gaisma mijiedarbojas ar šo dažādo roku izkārtojumu garajām ķēdēm, tā kļūst apļveida polarizēta, kas nozīmē, ka tās elektromagnētiskie viļņi pārvietojas pulksteņa rādītāja virzienā vai pretēji pulksteņa rādītāja virziena spirālei. Neorganiskas molekulas parasti nepiešķirs šo īpašību gaismas stariem.
Iepriekšējā darbā, kas publicēts kvantitatīvās spektroskopijas un radiācijas pārneses žurnālā, Sniks un viņa kolēģi apskatīja svaigi novāktas angļu efejas lapas laboratorijā un vēroja, kā hlorofils (zaļš pigments) rada cirkulāri polarizētu gaismu. Lapu sabrūkot, apļveida polarizācijas signāls kļuva arvien vājāks un vājāks, līdz tas pilnībā izzuda.
Nākamais solis bija tehnikas pārbaude lauka apstākļos, un tāpēc pētnieki paņēma instrumentu, kas atklāj šādu polaritāti uz viņu ēkas jumta Amsterdamas Brīvajā universitātē un to ievirzīja tuvējā sporta laukumā. Viņi bija sašutuši, ka neredz cirkulāri polarizētu gaismu, sacīja Sniks, līdz viņi saprata, ka šis ir viens no nedaudzajiem sporta laukumiem Nīderlandē, kurā tiek izmantota mākslīgā zāle. Kad pētnieki mērķēja savu detektoru uz mežu, kas atrodas dažu jūdžu attālumā, cirkulāri polarizētais signāls nāca cauri skaļi un skaidri.
Miljonu dolāru jautājums ir par to, vai organismiem citā pasaulē būtu līdzīgs favorītisms attiecībā uz vienas rokas molekulām, sacīja Sniks. Viņš uzskata, ka tā ir diezgan laba likme, jo uz oglekļa bāzes ražotās ķimikālijas vislabāk sader kopā, ja tām visām ir viena un tā pati roku izturība.
Viņa komanda tagad izstrādā instrumentu, kuru varētu lidot uz Starptautisko kosmisko staciju, un kartēt Zemes apļveida polarizācijas signālu, lai labāk saprastu, kā analogs paraksts varētu izskatīties tālu planētas gaismā.
Tas būs ekstrēms, bet vērtīgs izaicinājums, portālam Live Science pastāstīja Edvards Šveicers, Kalifornijas Riversiidas universitātes astronoms un astrobiologs, kurš nebija iesaistīts darbā. Eksplanētas gaismas uztveršana nozīmē gaismas bloķēšanu no vecāku zvaigznes, kas parasti ir aptuveni 10 miljardus reižu spožāka, viņš piebilda. Ja pasaule ir dzīva, tikai niecīgā tās gaismas daļā būs apļveida polarizācijas signāls.
"Signāls ir mazs, taču arī neskaidrības līmenis ir mazs," sacīja Šveicemans, padarot metodi noderīgu, neskatoties uz tās grūtībām.
Nākotnes milzīgie uz kosmosu balstītie teleskopi, piemēram, lielā UV optiskā infrasarkanā starojuma mērītāja (LUVOIR) observatorija, varētu izdibināt šo vājo parakstu. LUVOIR joprojām ir tikai koncepcija, taču spoguļa diametrs būtu sešas reizes platāks nekā Habla kosmiskajā teleskopā un, iespējams, varētu lidot 2030. gadu vidū, lēš amatpersonas.
Sniks domā, ka arī apļveida polarizācijas paņēmienu varētu tuvināt mājām, izmantojot instrumentu, kas novirzīts uz potenciāli apdzīvojamiem pavadoņiem ārējā Saules sistēmā, piemēram, Europa vai Enceladus. Paredzot šādu detektoru šīm sasalušajām pasaulēm, zinātnieki varētu redzēt dzīvo radību signālu.
"Varbūt mūsu pirmā pagalma ārpuszemes dzīve tiks atklāta mūsu sētā," sacīja Sniks.
Redaktora piezīme: Šis stāsts tika labots, lai atzīmētu, ka Snika pētniecības komanda savus lauka eksperimentus veica Amsterdamas Brīvajā universitātē, nevis Leidenes universitātē. Tas tika arī atjaunināts, iekļaujot saiti uz Snika pētījumu galīgo publicēto versiju žurnālā Quantrative Spectroscopy and Radiative Transfer.
