Ketika ahli-ahli kapal angkat Enterprise menarik ke orbit sekitar planet baru, salah satu perkara pertama yang mereka lakukan ialah mengimbas bentuk-bentuk kehidupan. Di sini di dunia nyata, para penyelidik telah lama cuba untuk mencari cara untuk mengesan tanda-tanda kehidupan di exoplanet jauh.
Mereka kini satu langkah lebih dekat dengan matlamat ini, berkat teknik penginderaan jarak jauh yang bergantung pada kuantum biokimia yang menyebabkan cahaya berputar ke arah tertentu dan menghasilkan isyarat yang agak jelas. Kaedah yang diterangkan dalam satu makalah baru-baru ini yang diterbitkan dalam jurnal Astrobiology, boleh digunakan di atas peringatan berasaskan ruang dan membantu saintis mengetahui jika alam semesta mengandungi makhluk hidup seperti diri kita sendiri.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pengesanan jarak jauh telah menjadi topik minat yang besar kerana ahli astronomi telah mula menangkap cahaya dari planet yang mengorbit bintang-bintang lain, yang boleh dianalisis untuk menentukan jenis bahan kimia yang dimiliki oleh dunia. Penyelidik ingin memikirkan beberapa petunjuk yang boleh memberitahu mereka sama ada atau tidak mereka melihat biosfera hidup.
Sebagai contoh, kehadiran oksigen yang berlebihan dalam suasana eksoplanet mungkin menjadi petanda yang baik bahawa sesuatu sedang bernafas di permukaannya. Tetapi terdapat banyak cara yang proses tidak hidup dapat menghasilkan molekul oksigen dan menipu pemerhati jauh untuk mempercayai dunia yang penuh dengan kehidupan.
Oleh itu, beberapa penyelidik telah mencadangkan mencari rantai molekul organik. Bahan kimia hidup ini terdapat dalam dua perkiraan - tangan kanan dan versi kidal yang sama seperti gambar cermin. Di alam liar, alam menghasilkan jumlah yang sama dari molekul kanan dan kiri ini.
"Biologi memecahkan simetri ini," Frans Snik, seorang ahli astronomi di Leiden University di Belanda dan pengarang bersama kertas baru, memberitahu Live Science. "Ini adalah perbezaan antara kimia dan biologi."
Di Bumi, makhluk hidup memilih satu "tangan" molekul dan melekatinya. Asid amino yang membentuk protein dalam badan anda adalah semua tangan kiri molekul masing-masing.
Apabila cahaya berinteraksi dengan rantaian panjang dari susunan tangan yang berlainan ini, ia menjadi polarisasi bulat, yang bermakna gelombang elektromagnetiknya akan bergerak sama ada dari arah jam sumbu atau lawan jarum jam. Molekul-molekul bukan organik biasanya tidak akan menyebarkan sifat ini kepada sinar cahaya.
Dalam karya sebelumnya yang diterbitkan dalam Jurnal Spektroskopi Kuantitatif dan Pemindahan Radiatif, Snik dan rakan-rakannya melihat daun ivy bahasa Inggeris yang baru dipilih di makmal mereka dan memerhatikan sebagai klorofil (pigmen hijau) mencipta cahaya terpolarisasi berputar. Apabila daun melemah, isyarat polarisasi bulat berkembang lemah dan lemah, sehingga ia hilang sepenuhnya.
Langkah seterusnya adalah untuk menguji teknik di lapangan, dan oleh itu para penyelidik mengambil instrumen yang mengesan polariti tersebut ke bumbung bangunan mereka di Free University Amsterdam dan menujukannya ke lapangan sukan terdekat. Mereka bingung untuk melihat tiada cahaya terpolarisasi, kata Snik, sehingga mereka menyedari bahawa ini adalah salah satu dari beberapa bidang sukan di Belanda menggunakan rumput tiruan. Apabila para penyelidik mensasarkan pengesannya di hutan dalam jarak beberapa batu jauhnya, isyarat berpolerasi yang melingkar datang dengan kuat dan jelas.
Persoalan berjuta-juta dolar adalah sama ada organisma di dunia lain akan mempamerkan keistimewaan yang sama untuk molekul tangan tunggal, kata Snik. Beliau percaya ia adalah pertaruhan yang baik, kerana bahan kimia berasaskan karbon paling sesuai bersama apabila mereka semua berkongsi tangan yang sama.
Pasukannya kini mereka bentuk sebuah instrumen yang boleh diterbangkan ke Stesen Angkasa Antarabangsa dan memaparkan isyarat polarisasi pekeliling bumi untuk lebih memahami bagaimana tandatangan yang serupa dapat dilihat dalam cahaya planet yang jauh.
Itu akan menjadi cabaran yang melampau tetapi berguna, Edward Schwieterman, ahli astronomi dan astrobiologi di University of California, Riverside yang tidak terlibat dalam kerja itu, memberitahu Live Science. Menangkap cahaya exoplanet bermakna menyekat cahaya dari bintang induknya, yang biasanya sekitar 10 bilion kali lebih cerah, tambahnya. Jika dunia masih hidup, hanya sebilangan kecil cahayanya akan mengandungi isyarat polarisasi pekeliling.
"Isyaratnya kecil, tetapi tahap kekaburan juga kecil," kata Schwieterman, menjadikan kaedah ini berguna walaupun sukar.
Teleskop berasaskan ruang besar yang akan datang, seperti penyelidik Inframerah Optik UV Besar (LUVOIR) yang akan datang, mungkin dapat menggoda tandatangan lemah ini. LUVOIR masih hanya konsep, tetapi akan mempunyai diameter cermin enam kali lebih luas daripada yang ada di Teleskop Angkasa Hubble dan mungkin boleh terbang pada pertengahan 2030an, pegawai menganggarkan.
Snik berpendapat teknik polarisasi pekeliling juga boleh dibawa ke rumah, di instrumen yang diterbangkan ke bulan-bulan berpotensi dihuni di luar sistem suria seperti Europa atau Enceladus. Dengan mensasarkan pengesan sedemikian di dunia beku ini, saintis mungkin melihat isyarat makhluk hidup.
"Mungkin pengesanan pertama kehidupan luar angkasa akan berada di halaman belakang kami," kata Snik.
Nota Editor: Kisah ini diperbetulkan untuk mengetahui bahawa pasukan penyelidikan Snik menjalankan eksperimen bidang mereka di Free University Amsterdam, bukan Universiti Leiden. Ia juga dikemaskini untuk memasukkan pautan kepada versi terakhir penyelidikan Snik yang diterbitkan dalam Jurnal Spektroskopi Kuantitatif dan Pemindahan Radiatif.
