Científicos están construyendo una versión real del escáner Life Scanner de la nave estelar Enterprise

La luz en espiral revela a las criaturas vivientes.

Cuando los miembros de la tripulación de la nave Enterprise entran en órbita alrededor de un nuevo planeta, una de las primeras cosas que hacen es buscar formas de vida. Aquí en el mundo real, los investigadores han estado tratando de averiguar cómo detectar sin ambigüedades los signos de vida en exoplanetas distantes.

Ahora están un paso más cerca de este objetivo, gracias a una nueva técnica de teledetección que se basa en una peculiaridad de la bioquímica que hace que la luz forme espirales en una dirección determinada y produzca una señal bastante inconfundible. El método, descrito en un artículo reciente publicado en la revista Astrobiology, podría utilizarse a bordo de observatorios espaciales y ayudar a los científicos a saber si el universo contiene seres vivos como nosotros.

En los últimos años, la detección de vida remota se ha convertido en un tema de gran interés, ya que los astrónomos han comenzado a capturar la luz de los planetas que orbitan otras estrellas, la cual puede ser analizada para determinar qué tipo de químicos contienen esos mundos. A los investigadores les gustaría encontrar algún indicador que pudiera decirles definitivamente si están buscando o no una biosfera viva.

Por ejemplo, la presencia de oxígeno excesivo en la atmósfera de un exoplaneta podría ser un buen indicio de que algo está respirando en su superficie. Pero hay muchas maneras en que los procesos no vivos pueden generar moléculas de oxígeno y engañar a observadores remotos para que crean que un mundo está lleno de vida.

Por lo tanto, algunos investigadores han sugerido buscar cadenas de moléculas orgánicas. Estas sustancias químicas vivientes vienen en dos arreglos – una versión para diestros y otra para zurdos que son como imágenes reflejadas una de la otra. En la naturaleza, la naturaleza produce cantidades iguales de estas moléculas para diestros y zurdos.

«La biología rompe esta simetría», dijo a Misterius.net Frans Snik, astrónomo de la Universidad de Leiden en los Países Bajos y coautor del nuevo artículo. «Esta es la diferencia entre química y biología.»

En la Tierra, los seres vivos seleccionan una «mano» molecular y se adhieren a ella. Los aminoácidos que componen las proteínas de su cuerpo son versiones zurdas de sus respectivas moléculas.

Cuando la luz interactúa con las cadenas largas de estos arreglos con diferentes manos, se polariza circularmente, lo que significa que sus ondas electromagnéticas viajarán en espirales en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario. Las moléculas inorgánicas generalmente no imparten esta propiedad a los rayos de luz.

En trabajos anteriores publicados en el Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Snik y sus colegas observaron hojas de hiedra inglesa recién recogidas en su laboratorio y observaron cómo la clorofila (un pigmento verde) creaba luz polarizada circularmente. A medida que las hojas decaían, la señal de polarización circular se debilitaba cada vez más, hasta que desapareció por completo.

El siguiente paso fue probar la técnica en el campo, por lo que los investigadores tomaron un instrumento que detecta tal polaridad en el techo de su edificio en la Universidad Libre de Ámsterdam y lo dirigieron a un campo de deportes cercano. Se quedaron perplejos al no ver ninguna luz polarizada circularmente, dijo Snik, hasta que se dieron cuenta de que este era uno de los pocos campos deportivos en los Países Bajos que utilizaba césped artificial. Cuando los investigadores apuntaron con su detector a un bosque a unas pocas millas de distancia, la señal polarizada circularmente llegó fuerte y clara.

La pregunta del millón de dólares es si los organismos de otro mundo mostrarían o no un favoritismo similar por las moléculas de una sola mano, dijo Snik. Él cree que es una apuesta bastante buena, ya que los productos químicos a base de carbono encajan mejor cuando todos comparten la misma mano.

Su equipo está ahora diseñando un instrumento que podría volar a la Estación Espacial Internacional y mapear la señal de polarización circular de la Tierra para entender mejor cómo podría verse una firma análoga a la luz de un planeta distante.

Ese será un desafío extremo pero que vale la pena, dijo a Misterius.net Edward Schwieterman, astrónomo y astrobiólogo de la Universidad de California, Riverside, que no participó en el trabajo. Capturar la luz de un exoplaneta significa bloquear la luz de su estrella madre, que por lo general es 10 mil millones de veces más brillante, agregó. Si el mundo está vivo, sólo una pequeña fracción de su luz contendrá la señal de polarización circular.

«La señal es pequeña, pero el nivel de ambigüedad también es pequeño», dijo Schwieterman, lo que hace que el método sea útil a pesar de su dificultad.

Los futuros telescopios espaciales, como el observatorio LUVOIR (Large UV Optical Infrared Surveyor), podrían ser capaces de descubrir esta tenue firma. LUVOIR sigue siendo sólo un concepto, pero tendría un diámetro de espejo seis veces mayor que el del Telescopio Espacial Hubble y probablemente podría volar a mediados de la década de 2030, estiman las autoridades.

Snik cree que la técnica de polarización circular también podría aplicarse más cerca de casa, en un instrumento que vuela a lunas potencialmente habitables en el sistema solar exterior, como Europa o Encélado. Al apuntar tal detector a estos mundos congelados, los científicos podrían ver la señal de las criaturas vivientes.

«Tal vez nuestra primera detección de vida extraterrestre sea en nuestro patio trasero», dijo Snik.

Nota del editor: Esta historia fue corregida al notar que el equipo de investigación de Snik realizó sus experimentos de campo en la Universidad Libre de Amsterdam, no en la Universidad de Leiden. También se actualizó para incluir un enlace a la versión final publicada de la investigación de Snik en el Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer.

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Publicado originalmente en Misterius.net .

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