通過檢測行星地表的植物反射光來發現外星生命
新發明的光學儀器可以用來發現地外行星上的生命跡象。
工作原型設備——被稱為TreePol分光偏振計——是荷蘭阿姆斯特丹自由大學(Vrije Universiteit Amsterdam)的生物學家Lucas Patty多年研究的成果。如果他的理論設想成真，圓偏振光最終將成為指向外星生命的線索。
在新論文和之前的博士論文里，Patty描述了生物系統中的手性(或分子手性)現象如何影響它們反射光的方式，導致反射光出現分數圓偏振，這「構成了一種明確的生物印記」。
Patty在2015年開啟了關於生物指示標記的研究，對實驗室中的常春藤和榕樹葉子測試了檢測反射光偏振的儀器。
在進一步的實驗中，他嘗試將TreePol分光偏振計應用到更現實的場合——將設備架設在屋頂上，看看它是否能檢測到附近大學橄欖球場的草地。
結果令人驚訝，儀器沒有檢測到任何信號！但好消息是，不是他的發明有問題。
「原來那些人在人造草坪上比賽！」Patty長出了一口氣。
因為人造草不是真正的植物，所以在分子水平上沒有表現出同手性(這意味著所有的分子都應該具有相同的手性)，它不會產生TreePol分光偏振計能接受到的信號，就像死掉的植被一樣。
然而，活著的植物和樹木確實會產生圓偏振光，經過Patty的測試，該設備可以成功識別出數公里遠外的圓偏振光信號。
這聽起來有點厲害得過分，但研究生命遙感的科學家之前也開發出過類似的系統。
根據Patty的說法，這種技術有朝一日能夠幫助研究人員完成許多實際的工作，比如用飛機或衛星監測農作物，但更為恢弘的目標，太空才是我們的歸宿。
「在天體生物學的背景下，生物分子的圓偏振化是一種強大的生物指示標記，」Patty和同事在一篇尚未經過同行評審的新論文中給出了解釋——論文已提交給《天體生物學》雜誌，「與其他地表上的生物標記相比，非生物物質不會產生明顯圓偏振光信號，因此不會出現誤報。」
相關技術還需要進一步完善以提高效率，未來還有很多工作要做，但原則上，研究人員認為這可能是天體生物學上的一座重要的里程碑。
「我們的研究肯定了圓偏振光的潛在重要性，它既可作為從遠處檢測外星生命是否存在的手段，也可作為一種監測地球植被的有價值的遠程適用工具。」該團隊解釋說。
「後面重要的部分是將這些結果應用到具有真實結構(如不同地表和雲)的地外行星模型上，而未來的實地和實驗室研究應繼續探索該技術的功能多樣性和發展潛力。」
最新論文可以在arXiv.org上查看。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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