一项新的研究表明,由于生物反射光的独特方式,一种新型光学仪器可以从数公里外探测到基于植物的生物体,有一天可能有助于寻找地球以外的生命。
该工作原型设备称为 TreePol 分光偏振计,是阿姆斯特丹自由大学的荷兰生物学家卢卡斯·帕蒂 (Lucas Patty) 多年研究的成果。如果他的远见成真,圆偏振光最终可以帮助我们探测外星生命。
在一个新纸和博士论文帕蒂描述了这一现象是如何发生的手性生物系统中的旋向性(或分子旋向性)影响它们反射光的方式,导致光的分数圆偏振,这“构成了明确的生物特征”。
(卢卡斯·帕蒂)
帕蒂对这些生物标记物进行了研究自2015年起进行,首先使用可以检测实验室叶子(包括常春藤和榕树)反射光旋转的仪器。
为了进一步研究,他在室外尝试了 TreePol 分光旋光仪,将设备放置在屋顶上,看看它是否能够检测到附近大学橄榄球场上的草地。
令他惊讶的是,没有信号,但这并不意味着仪器没有工作。
“我过去一探究竟,原来球队是在人造草坪上比赛的!”帕蒂解释道。
因为人造草没有生命,所以不能展示同手性(这意味着所有分子都应该具有相同的旋向性)在分子水平上,它不会产生 TreePol 分光旋光仪正在寻找的信号,就像死去的植被也不会产生一样。
然而,活树和草确实有效,在帕蒂的测试中,该设备可以成功识别远达几公里外的圆偏振光信号。
(卢卡斯·帕蒂)
听起来有点疯狂,但科学家正在研究生命遥感已发展之前类似的系统。
帕蒂表示,这种技术有一天可以帮助研究人员做一些事情,比如通过飞机或卫星监测农作物,但更进一步,天空才是极限。
“在天体生物学的背景下,生物分子的圆极化是一个强大的生物特征,”帕蒂和其他研究人员在一篇论文中解释道。新纸,尚未经过同行评审,但已提交给期刊天体生物学。
“与其他表面生物特征相比,非生物物质没有产生显着的信号,因此不会出现误报。”
完善这项技术并增强其能力还有很多工作要做,但原则上,研究人员认为这可能是天体生物学的一个重要里程碑。
“我们的结果强调了圆偏振的潜在重要性,它既可以作为一种远程可访问的检测外星生命存在的手段,也可以作为一种有价值的远程适用工具来监测地球上的植被,”团队解释说。
“下一步重要的一步是在具有不同表面和云等真实成分的系外行星模型中使用这些结果,而未来的现场和实验室研究应继续探索这项技术的多功能性和潜力。”