Poprvé byla objevena základní vlastnost života z vysoké nadmořské výšky

Zvedněte ruce před obličej. Pro většinu lidí to budou vzájemné zrcadlové kopie: můžete je držet od dlaně k dlani a budou se shodovat, ale nemůžete je připojit.

Molekuly také vykazují tuto chirality neboli chirality. Jsou organizovány ve dvou reverzibilních a nepřipojitelných formátech. Je úžasnou zvláštností života, že téměř všechny biomolekuly budou fungovat pouze v jedné ze svých forem.

Přírodní aminokyseliny – stavební kameny bílkovin – jsou Téměř vždy leváknebo sinistrální. Na druhou stranu, přírodní polysacharidy, jako jsou ty, které tvoří RNA a DNA, jsou téměř vždy pravou rukou nebo dextrální. Pokud kteroukoli z těchto molekul nahradíte jinou formou, celý systém se zhroutí.

Tato abnormalita se nazývá homochirality. Nejsme si jisti, proč se to stane, ale je to považováno za základní vlastnost života. Nyní vědci objevili molekulární symetrii vrtulníku letícího rychlostí 70 kilometrů za hodinu (43,5 mil za hodinu) ve výšce 2 kilometry (1,2 míle).

Ptáte se, proč by něco takového dělali? Abychom zjistili, zda dokážeme detekovat molekulární homologii na jiných planetách, při hledání mimozemského života. I zde na Zemi by bylo užitečné měřit tento signál z nadmořské výšky, protože by to mohlo odhalit informace o zdraví rostlin.

„Když je světlo odraženo biologickým materiálem, část elektromagnetických vln světla bude cestovat buď ve směru hodinových ručiček, nebo proti směru hodinových ručiček,“ Vysvětlil fyzik Lucas Bate z Bernské univerzity ve Švýcarsku.

„Tento jev se nazývá kruhová polarizace a je způsoben symetrií biologické hmoty. Podobná chirální povaha neživá abiotická povaha neprodukuje světlo.“

Jak však můžete očekávat, tento signál je velmi slabý. Kruhová polarizace rostlin tvoří méně než 1% odraženého světla.

Typ přístroje, který dokáže detekovat signál polarizovaného světla, se nazývá spektrometr, který k oddělení polarizované části používá speciální senzory. Již několik let Bate a jeho tým pracují na vysoce citlivém spektrofotometru k detekci kruhové polarizace rostlin. Jmenuje se TreePol a dokáže pozitivně detekovat kruhovou polarizaci ze vzdálenosti několika kilometrů.

Nyní přizpůsobili TreePol pro let s vylepšenými spektrometry a dodatečnou regulací teploty pro optiku. Tento nový design se nazývá FlyPol.

Když Patty a jeho tým přeletěli přes Val-de-Travers a Le Locle ve Švýcarsku s FlyPol, bylo okamžitě patrné zlepšení poskytované těmito upgrady.

„Velkou výhodou je, že tato měření byla prováděna na platformě, která se pohybovala a vibrovala, a že jsme tyto biometrické otisky prstů stále detekovali během několika sekund,“ Astronom Jonas Kohn řekl: Z univerzity v Bernu a projektu MERMOZ (monitorovací plán, vnější povrchy s moderními nemetrickými vlastnostmi).

Nešlo jen o schopnost FlyPol izolovat kruhový polarizační signál a odlišit ho od abiotických povrchů, jako jsou asfaltové silnice. Tým jej může použít k rozlišení různých druhů vegetace, jako je tráva, lesy a dokonce i řasy v jezerech – vše od rychle se pohybujícího vrtulníku.

Vědci uvedli, že by to mohlo otevřít zcela nový způsob sledování zdraví různých rostlinných ekosystémů, možná i korálových útesů. Ale ještě to nedokončili. Chtějí to vzít rychlostí asi 27 580 km / ha výšce 400 km – nízká oběžná dráha Země.

„Dalším krokem, který, jak doufáme, je učinit, je provést podobné objevy z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) při pohledu na Zemi,“ Astrofyzik Bryce Oliver Demore řekl: z univerzity v Bernu a Mermozu.

V této nadmořské výšce nebude přesnost dobrá – asi 6 až 7 kilometrů -, ale bude moci vědcům pomoci vylepšit polarizační spektrometr a zjistit, jak dobře funguje v extrémnějších měřítcích.

„To nám umožní posoudit možnost detekce biosignatů na planetární úrovni. Tento krok bude zásadní pro umožnění hledání života uvnitř i vně naší sluneční soustavy pomocí polarizace,“ Řekl Demore.

Výzkum bude publikován v Astronomie a astrofyzika.