Los científicos detectan rastros de vida a distancia

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La mano izquierda y la mano derecha son imágenes especulares casi perfectas la una de la otra. Pero, por más retorcidas y retorcidas que sean, no se pueden superponer entre sí. Esta es la razón por la que el guante izquierdo simplemente no se ajusta a la mano derecha tan bien como a la izquierda. En ciencia, esta propiedad se llama quiralidad.

Así como las manos son quirales, las moléculas también pueden ser quirales. De hecho, la mayoría de las moléculas de las células de los organismos vivos, como el ADN, son quirales. Sin embargo, a diferencia de las manos, que generalmente vienen en pares de izquierda y derecha, las moléculas de vida vienen casi exclusivamente en su versión “zurda” o “derecha”. Son homoquirales, como dicen los investigadores. Aún no está claro por qué esto es así. Pero esta homoquiralidad molecular es una propiedad característica de la vida, una denominada bio-firma.

Como parte del proyecto MERMOZ (ver cuadro de información), un equipo internacional liderado por la Universidad de Berna y el Centro Nacional de Competencia en Investigación NCCR PlanetS ha logrado detectar esta firma desde una distancia de 2 kilómetros y a una velocidad de 70 km / h. Jonas Kühn, director del proyecto MERMOZ en la Universidad de Berna y coautor del estudio recién publicado en la revista Astronomy and Astrophysics, dice: “El avance significativo es que estas mediciones se realizaron en una plataforma móvil, vibrando y que aún detectamos estas bio-firmas. en segundos “.

Un instrumento que reconoce la materia viva

“Cuando la luz se refleja de la materia biológica, algunas de las ondas electromagnéticas de la luz viajarán en espirales en sentido horario o antihorario. Este fenómeno se llama polarización circular y es causado por la homoquiralidad de la materia biológica. Tales espirales de luz no son producidas por abióticos no -la naturaleza viva “, dice el primer autor del estudio Lucas Patty, investigador postdoctoral de MERMOZ en la Universidad de Berna y miembro de NCCR PlanetS,

Sin embargo, medir esta polarización circular es un desafío. La señal es bastante débil y normalmente constituye menos del uno por ciento de la luz reflejada. Para medir esto, el equipo desarrolló un dispositivo dedicado llamado espectropolarímetro. Consiste en una cámara equipada con lentes especiales y receptores capaces de separar la polarización circular del resto de la luz.

Sin embargo, incluso con este elaborado dispositivo, los nuevos resultados habrían sido imposibles hasta hace poco. “Hace apenas 4 años, solo podíamos detectar la señal desde una distancia muy cercana, unos 20 cm, y para ello teníamos que observar el mismo punto durante varios minutos”, recuerda Lucas Patty. Pero las actualizaciones del instrumento realizadas por él y sus colegas permiten una detección mucho más rápida y estable, y la fuerza de la firma en la polarización circular persiste incluso con la distancia. Esto hizo que el instrumento fuera adecuado para las primeras mediciones aéreas de polarización circular.

Medidas útiles en la tierra y en el espacio

Usando este instrumento actualizado, denominado FlyPol, demostraron que en cuestión de segundos de mediciones podían distinguir entre campos de hierba, bosques y áreas urbanas desde un helicóptero en rápido movimiento. Las mediciones muestran fácilmente que la materia viva exhibe señales de polarización características, mientras que las carreteras, por ejemplo, no muestran ninguna señal de polarización circular significativa. Con su configuración actual, incluso son capaces de detectar señales de algas en lagos.

Después de sus exitosas pruebas, los científicos ahora intentan ir aún más lejos. “El siguiente paso que esperamos dar es realizar estudios similares desde la Estación Espacial Internacional (ISS), mirando a la Tierra. Esto nos permitirá evaluar la detectabilidad de biofirmas a escala planetaria. Este paso será decisivo en permitiendo la búsqueda de vida dentro y más allá de nuestro Sistema Solar utilizando la polarización “, dice el investigador principal y coautor de MERMOZ Brice-Olivier Demory, profesor de astrofísica en la Universidad de Berna y miembro de NCCR PlanetS.

La observación sensible de estas señales de polarización circular no solo es importante para futuras misiones de detección de vida. Lucas Patty explica: “Dado que la señal está directamente relacionada con la composición molecular de la vida y, por tanto, con su funcionamiento, también puede ofrecer una valiosa información complementaria en la teledetección de la Tierra”. Por ejemplo, puede proporcionar información sobre deforestación o enfermedades de las plantas. También puede ser posible implementar la polarización circular para monitorear la proliferación de algas tóxicas, los arrecifes de coral y los efectos de la acidificación en ellos.

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