W poszukiwaniu życia pozaziemskiego

W tym roku obchodzimy półwieczną rocznicę zapoczątkowania programu SETI – projektu poświęconego poszukiwaniu pozaziemskiej inteligencji. Poszukiwania oczywiście ruszyły z kopyta wraz z niesamowitym postępem informatycznym lat 90. O ile można mieć poważne wątpliwości, czy kiedykolwiek uda nam się odebrać wiarygodny sygnał w ramach tego programu, o tyle znacznie więcej powinniśmy oczekiwać od badaczy, którzy zamiast czekać na sygnał z kosmosu aktywnie przeszukują przestrzeń w poszukiwaniu planet, na których mogłoby powstać oparte na węglu życie.

Jednym z pierwszych kroków w tym kierunku – tym milszym dla nas, bo metoda została opracowana przez profesora Wolszczana – było poszukiwanie i lokalizacja planet poza układem słonecznym. Kolejnym krokiem (jednym z wielu) może być poszukiwanie sygnałów świadczących o istnieniu fotosyntetyzujących mikroorganizmów. Międzynarodowa grupa badaczy opracowująca metodę detekcji takich organizmów opublikowała miesiąc temu wyniki swoich badań w piśmie PNAS.

Hipoteza, którą postawili badacze, wygląda następująco: większość biomakromolekuł (białek, cukrów czy innych związków) jest związkami chiralnymi. Oznacza to, że cząteczka i jej lustrzane odbicie nie są takie same. W praktyce zaś objawia się to tym, że światło spolaryzowane liniowo jest skręcane w przeciwną stronę przez różne izomery optyczne. Dodatkowo, przy pewnej – zależnej oczywiście od związku chiralnego – długości fali jedna ze składowych światła spolaryzowanego jest silnie pochłaniana. Zjawiskiem dość szczególnym w naturze jest fakt, że większość biomakromolekuł przejawia tzw. homochiralność – to znaczy, że mimo że cząsteczki te mogą, teoretycznie, istnieć w obu izoformach optycznych, w przyrodzie występuje tylko jedna z nich. Stąd też bierze się fakt, że aminokwasy używane do produkcji białek są zawsze w konfiguracji L, a cukry – w konfiguracji D. Właściwość ta może być wykorzystana do wykrycia życia poprzez pomiary polaryzacji kołowej światła.

W swoich badaniach autorzy przeprowadzili serię niezwykle czułych pomiarów widm polaryzacji światła rozproszonego przez fotosyntetyzujące mikroorganizmy. Porównali te widma z widmami liści oraz minerałów. Otrzymali porównywalne wyniki dla bakterii i roślin, co oczywiście było do przewidzenia. Co prawda autorzy podkreślili, jak niezwykle istotna jest moc źródła, ale jednocześnie uważają, że pomiary sygnału ze źródeł pozaziemskich nie powinny stanowić problemu. Aby wykluczyć tzw. fałszywe wyniki pozytywne dokonali pomiarów powierzchni Marsa. I niespodzianka! Nie odkryli na nim śladów życia… Ale w przyszłości, kto wie.  Niekoniecznie w innej galaktyce – możliwe, że nawet w naszym układzie słonecznym istnieją obiekty, raczej księżyce niż planety, na których istnieje jakaś forma życia (jednym z ulubieńców astronomów w tej kwestii jest Europa – jeden z księżyców Jowisza).

„Detection of circular polarization in light scattered from photosynthetic microbes”,William B. Sparks, James Hough, Thomas A. Germer, Feng Chen, Shiladitya DasSarma, Priya DasSarma, Frank T. Robb, Nadine Manset, Ludmilla Kolokolova, Neill Reid, F. Duccio Macchetto and William Martin, PNAS 106(19), 7816-7821; DOI: 10.1073/pnas.0810215106 (12 May 2009)