כאשר אנשי הצוות של ספינת הכוכבים Enterprise מסתובבים במסלול סביב כוכב לכת חדש, אחד הדברים הראשונים שהם עושים זה לסרוק אחר צורות חיים. כאן בעולם האמיתי, חוקרים מנסים כבר זמן רב להבין כיצד ניתן לזהות באופן חד משמעי סימני חיים באקסופלטים רחוקים.
כעת הם נמצאים צעד אחד קרוב יותר למטרה זו, הודות לטכניקה חדשה של חישה מרחוק הנשענת על מוזיקה של ביוכימיה הגורמת לסחרור של אור לכיוון מסוים ומייצרת אות בלתי ניתן לטעות למדי. ניתן להשתמש בשיטה, המתוארת במאמר שפורסם לאחרונה בכתב העת Astrobiology, על סיפורי מצפים מבוססי חלל ולעזור למדענים ללמוד אם היקום מכיל יצורים חיים כמונו.
בשנים האחרונות זיהוי חיים מרוחקים הפך לנושא עצום מאחר ואסטרונומים החלו לתפוס אור מכוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים, אותם ניתן לנתח כדי לקבוע איזה סוג של כימיקלים עולמות אלו מכילים. החוקרים רוצים להבין איזה אינדיקטור שיכול לומר להם באופן מוחלט אם הם מסתכלים על ביוספרה חיה או לא.
למשל, הימצאות חמצן מוגזמת באטמוספירה של Exoplanet עשויה להיות רמז טוב לכך שמשהו נושם על פני השטח שלו. אך ישנן דרכים רבות שתהליכים שאינם חיים יכולים לייצר מולקולות חמצן ולהערים משקיפים מרוחקים להאמין שעולם שופע חיים.
לכן, כמה חוקרים הציעו לחפש שרשראות של מולקולות אורגניות. הכימיקלים החיים האלה מגיעים בשני סידורים - גרסת יד ימין וגרסת שמאל הדומה לתמונות המופכות זה מזה. בטבע, הטבע מייצר כמויות שוות של מולקולות ימין ושמאל אלה.
פרנס סניק, אסטרונום מאוניברסיטת ליידן בהולנד וסופר משותף של העיתון החדש, אמר ל- Live Science. "הביולוגיה שוברת את הסימטריה הזו". "זה ההבדל בין כימיה לביולוגיה."
על פני כדור הארץ יצורים חיים בוחרים "יד" מולקולרית אחת ונדבקים בה. חומצות האמינו המרכיבות את החלבונים בגופך הן גרסאות שמאליות למולקולות המתאימות להם.
כאשר האור מתקשר עם שרשראות ארוכות של סידורים אלה בידיים שונות, הוא הופך לקוטב מעגלי, כלומר הגלים האלקטרומגנטיים שלו ינועו בספירלות עם כיוון השעון או נגד כיוון השעון. מולקולות אורגניות בדרך כלל לא יקנו תכונה זו לקרני אור.
בעבודה קודמת שפורסמה בכתב העת Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, סניק ועמיתיו הסתכלו על עלי קיסוס אנגלים שנקטפו לאחרונה במעבדה שלהם וצפו כשהכלורופיל (פיגמנט ירוק) יצר אור מקוטב מעגלי. עם התפוגבות העלים, אות הקיטוב המעגלי הלך ונחלש, עד שנעלם לחלוטין.
השלב הבא היה לבחון את הטכניקה בתחום וכך החוקרים לקחו מכשיר המזהה קוטביות כזו עד לגג הבניין שלהם באוניברסיטת פריי אמסטרדם וכיוונו אותו למגרש ספורט סמוך. הם היו מבולבלים ולא ראו אור מקוטב מעגלי, אמר סניק, עד שהבינו שמדובר באחד ממגרשי הספורט הבודדים בהולנד המשתמשים בדשא מלאכותי. כאשר החוקרים כיוונו את הגלאי שלהם ליער שנמצא כמה קילומטרים משם, האות המקוטב המעגלי הגיע בקול רם וברור.
שאלת מיליון הדולר היא אם אורגניזמים בעולם אחר או לא היו מפגינים פייבוריטיזם דומה למולקולות חד-פעמיות, אמר סניק. הוא מאמין שמדובר בהימור טוב למדי, מכיוון שכימיקלים מבוססי פחמן משתלבים זה בזה בצורה הטובה ביותר כאשר כולם חולקים את אותה מידה.
צוותו מתכנן כעת מכשיר שניתן להטיס אותו לתחנת החלל הבינלאומית ולמפות את אות הקיטוב המעגלי של כדור הארץ כדי להבין טוב יותר כיצד חתימה אנלוגית עשויה להיראות לאור כוכב לכת מרוחק.
זה יהיה אתגר קיצוני אך כדאי, אמר לוויבר סיינס אדוארד שוויטרמן, אסטרונום ואסטרוביולוג מאוניברסיטת קליפורניה בריברסייד שלא היה מעורב ביצירה. לכידת אור של Exoplanet פירושו לחסום את האור מכוכב האם שלו, שהוא בדרך כלל בהיר יותר פי 10 מיליארד פעמים, הוסיף. אם העולם חי, רק חלק קטן מאורו יכיל את אות הקיטוב המעגלי.
"האות קטן, אך רמת העמימות קטנה גם היא", אמר שוויטרמן והפך את השיטה לשימושית למרות הקושי שלה.
טלסקופים עתידיים מבוססי חלל עתידיים, כמו מצפה הכוכבים אינפרא אדום גדול UV אופטי (LUVOIR), עשויים להיות מסוגלים להקניט את החתימה הקלושה הזו. LUVOIR הוא עדיין רק מושג, אך יהיה לו קוטר מראה שש פעמים רחב יותר מזה שבטלסקופ החלל האבל ויכול היה לטוס באמצע שנות העשרים של המאה העשרים.
סניק סבור שאפשר להביא את טכניקת הקיטוב המעגלית להתקרב לבית, על מכשיר המוטס לירחים פוטנציאליים למגורים במערכת השמש החיצונית כמו אירופה או אנצ'דלוס. על ידי כיוון גלאי כזה לעולמות הקפואים האלה, מדענים עשויים לראות את האות של יצורים חיים.
"אולי הגילוי הראשון שלנו של החיים מחוץ לכדור הארץ יהיה בחצר האחורית שלנו," אמר סניק.
הערת העורך: סיפור זה תוקן לציין כי צוות המחקר של סניק ערך את ניסויי השטח שלהם באוניברסיטה החופשית באמסטרדם, ולא באוניברסיטת ליידן. עודכן בנוסף לכלול קישור לגירסה הסופית שפורסמה במחקר של סניק בכתב העת לספקטרוסקופיה כמותית והעברת קרינה.
