スターシップエンタープライズの乗組員が新しい惑星の周りを軌道に乗るとき、彼らが最初に行うことの1つは、生命体をスキャンすることです。ここの現実の世界では、研究者たちは長い間、遠方の太陽系外惑星の生命徴候を明確に検出する方法を解明しようとしてきました。
それらは、光を特定の方向にらせん状にさせ、かなり紛らわしくない信号を生成する生化学の癖に依存する新しいリモートセンシング技術のおかげで、この目標に一歩近づきました。この方法は、Astrobiology誌に掲載された最近の論文に記載されていますが、宇宙ベースの観測所で使用でき、宇宙に私たちのような生物が含まれているかどうかを科学者が知るのに役立ちます。
近年、天文学者が他の星を周回する惑星からの光を捕らえ始め、それを分析してそれらの世界にどのような種類の化学物質が含まれているかを判断できるようになり、遠隔生命探知が大きな関心の的となっています。研究者は、生きている生物圏を見ているかどうかを決定的に伝えることができるいくつかの指標を見つけたいと考えています。
たとえば、太陽系外惑星の大気中の過剰な酸素の存在は、何かがその表面で呼吸していることの良いヒントかもしれません。しかし、生きていないプロセスが酸素分子を生成し、リモートの観測者をだまして、世界が生命で溢れていると信じ込ませることができる方法はたくさんあります。
したがって、一部の研究者は、有機分子の鎖を探すことを提案しています。これらの生きている化学物質は2つの配置で来ます-お互いの鏡像のような右利きと左利きのバージョン。野生では、自然がこれらの右利き分子と左利き分子を等量生成します。
「生物学はこの対称性を打ち破る」とオランダのライデン大学の天文学者で、新しい論文の共著者であるフランス・スニックはLive Scienceに語った。 「これが化学と生物学の違いです。」
地球上では、生き物は1つの分子「手」を選択し、それに固執します。体内のタンパク質を構成するアミノ酸はすべて、それぞれの分子の左利きバージョンです。
光がこれらの異なる方向の配列の長い鎖と相互作用すると、光は円偏光になります。つまり、電磁波は時計回りまたは反時計回りのらせん状に移動します。無機分子は通常、光線にこの特性を与えません。
Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transferで発表された以前の研究では、Snikと彼の同僚は、研究室で採れたてのツタの葉を観察し、クロロフィル（緑色の色素）が円偏光を生成するのを見ました。葉が衰退するにつれて、円偏光信号は完全に消えるまで次第に弱くなりました。
次のステップはフィールドで技術をテストすることだったので、研究者たちはそのような極性を検出する装置をアムステルダム自由大学の建物の屋根に持っていき、近くのスポーツフィールドに向けました。スニック氏は、これが人工芝を使用したオランダで数少ないスポーツ場の1つであることに気づくまで、円偏光は見えないことに当惑しました。研究者が数マイル離れた森に検出器を向けたとき、円偏波信号は大声ではっきりと通りました。
数百万ドルの問題は、別の世界の生物が片手分子に対して同様の好意を示すかどうかである、とSnikは言った。彼は、炭素ベースの化学物質がすべて同じ利き手を共有するときに最もよく合うため、それはかなり良い賭けであると信じています。
彼のチームは現在、国際宇宙ステーションに飛行できる装置を設計しており、地球の円偏光信号をマッピングして、類似の署名が遠方の惑星の光の中でどのように見えるかをよりよく理解しています。
それは極端ではあるがやりがいのある挑戦になるだろうと、カリフォルニア大学リバーサイド校の天文学者で天文学者であるエドワードシュウィーターマンは、この仕事に関与していなかったとLive Scienceに語った。太陽系外惑星の光を捕らえるということは、その親星からの光を遮ることを意味します。世界が生きている場合、その光のごく一部のみが円偏光信号を含みます。
「信号は小さいが、あいまいさのレベルも小さい」とSchwieterman氏は述べ、この方法は困難にもかかわらず有用であると述べた。
Large UV Optical Infrared Surveyor（LUVOIR）観測所などの将来の巨大な宇宙ベースの望遠鏡は、このかすかな兆候を引き出すことができるかもしれません。ルヴォワールはまだ概念にすぎませんが、ハッブル宇宙望遠鏡のミラーの直径の6倍のミラー直径を持ち、2030年代半ばに飛ぶ可能性があると当局は推定しています。
スニク氏は、円偏光技術は、ヨーロッパやエンケラドスなどの太陽系の外側にある、潜在的に居住可能な衛星に飛ばされた計器で、家庭に近づけることもできると考えています。このような検出器をこれらの凍った世界に向けることによって、科学者は生き物のシグナルを見るかもしれません。
「おそらく地球外生命体の最初の発見は裏庭にあるでしょう」とスニックは言った。
編集者注：この記事は、Snikの研究チームがライデン大学ではなくアムステルダム自由大学で野外実験を行ったことを修正するために修正されました。 Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative TransferにあるSnikの研究の最終公開版へのリンクを含むように更新されました。
