Ketika anggota kru dari perusahaan kapal luar angkasa menarik ke orbit di sekitar planet baru, salah satu hal pertama yang mereka lakukan adalah memindai bentuk kehidupan. Di sini, di dunia nyata, para peneliti telah lama mencoba untuk mencari cara mendeteksi tanda-tanda kehidupan yang jelas di planet ekstrasurya jauh.
Mereka sekarang selangkah lebih dekat ke tujuan ini, berkat teknik penginderaan jarak jauh baru yang mengandalkan kekhasan biokimia yang menyebabkan cahaya berputar ke arah tertentu dan menghasilkan sinyal yang cukup jelas. Metode ini, yang dijelaskan dalam makalah baru-baru ini yang diterbitkan dalam jurnal Astrobiology, dapat digunakan di observatorium berbasis ruang dan membantu para ilmuwan mempelajari apakah alam semesta mengandung makhluk hidup seperti kita.
Dalam beberapa tahun terakhir, deteksi jarak jauh telah menjadi topik yang sangat menarik ketika para astronom mulai menangkap cahaya dari planet yang mengorbit bintang lain, yang dapat dianalisis untuk menentukan jenis bahan kimia apa yang terkandung di dunia. Para peneliti ingin mengetahui beberapa indikator yang secara definitif dapat memberi tahu mereka apakah mereka melihat biosfer yang hidup atau tidak.
Misalnya, keberadaan oksigen berlebih di atmosfer planet ekstrasurya mungkin merupakan petunjuk bagus bahwa ada sesuatu yang bernafas di permukaannya. Tetapi ada banyak cara agar proses tidak hidup dapat menghasilkan molekul oksigen dan menipu pengamat jarak jauh untuk meyakini bahwa dunia ini penuh dengan kehidupan.
Karena itu, beberapa peneliti menyarankan untuk mencari rantai molekul organik. Bahan kimia hidup ini datang dalam dua pengaturan - versi tangan kanan dan tangan kiri yang seperti gambar terbalik cermin satu sama lain. Di alam liar, alam menghasilkan jumlah yang sama dari molekul-molekul tangan kanan dan kiri ini.
"Biologi memecah simetri ini," Frans Snik, seorang astronom di Leiden University di Belanda dan rekan penulis makalah baru, mengatakan kepada Live Science. "Inilah perbedaan antara kimia dan biologi."
Di Bumi, makhluk hidup memilih satu "tangan" molekuler dan tetap menggunakannya. Asam amino yang menyusun protein dalam tubuh Anda semuanya adalah versi kidal dari molekulnya masing-masing.
Ketika cahaya berinteraksi dengan rantai panjang dari pengaturan yang berbeda-beda ini, ia menjadi terpolarisasi secara sirkuler, yang berarti bahwa gelombang elektromagnetiknya akan bergerak dalam spiral searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Molekul anorganik umumnya tidak akan memberikan sifat ini pada sinar cahaya.
Dalam karya sebelumnya yang diterbitkan dalam Journal of Quantitative Spectroscopy dan Radiative Transfer, Snik dan rekan-rekannya melihat daun ivy Inggris yang baru dipetik di lab mereka dan menyaksikan ketika klorofil (pigmen hijau) menciptakan cahaya yang terpolarisasi melingkar. Saat daun membusuk, sinyal polarisasi melingkar semakin lemah dan semakin lemah, sampai semuanya menghilang.
Langkah selanjutnya adalah menguji teknik di lapangan, sehingga para peneliti mengambil instrumen yang mendeteksi polaritas tersebut di atap gedung mereka di Free University Amsterdam dan mengarahkannya ke lapangan olahraga terdekat. Mereka bingung untuk melihat tidak ada cahaya terpolarisasi melingkar, kata Snik, sampai mereka menyadari bahwa ini adalah salah satu dari sedikit lapangan olahraga di Belanda yang menggunakan rumput buatan. Ketika para peneliti mengarahkan detektor mereka ke sebuah hutan beberapa mil jauhnya, sinyal terpolarisasi melingkar datang dengan keras dan jelas.
Pertanyaan jutaan dolar adalah apakah organisme di dunia lain akan menunjukkan favoritisme serupa untuk molekul satu tangan, kata Snik. Dia percaya itu adalah taruhan yang cukup baik, karena bahan kimia berbasis karbon paling cocok ketika mereka semua memiliki sifat yang sama.
Timnya sekarang merancang alat yang bisa diterbangkan ke Stasiun Luar Angkasa Internasional dan memetakan sinyal polarisasi melingkar Bumi untuk lebih memahami bagaimana tanda tangan analog mungkin terlihat dalam cahaya planet yang jauh.
Itu akan menjadi tantangan yang ekstrem tetapi bermanfaat, Edward Schwieterman, seorang astronom dan astrobiologis di University of California, Riverside yang tidak terlibat dalam pekerjaan itu, mengatakan kepada Live Science. Menangkap cahaya planet ekstrasurya berarti menghalangi cahaya dari bintang induknya, yang biasanya sekitar 10 miliar kali lebih terang, tambahnya. Jika dunia ini hidup, hanya sebagian kecil dari cahayanya yang akan mengandung sinyal polarisasi lingkaran.
"Sinyalnya kecil, tetapi tingkat ambiguitasnya juga kecil," kata Schwieterman, yang membuat metode ini berguna meskipun kesulitan.
Teleskop berbasis ruang angkasa masa depan yang sangat besar, seperti observatorium Besar Pengamatan Inframerah Optik UV (LUVOIR), mungkin dapat menghilangkan tanda tangan samar ini. LUVOIR masih hanya sebuah konsep, tetapi akan memiliki diameter cermin enam kali lebih lebar dari yang ada di Hubble Space Telescope dan mungkin bisa terbang pada pertengahan 2030-an, para pejabat memperkirakan.
Snik berpikir teknik polarisasi melingkar juga bisa dibawa untuk lebih dekat ke rumah, pada instrumen yang diterbangkan ke bulan-bulan yang berpotensi dihuni di tata surya luar seperti Europa atau Enceladus. Dengan mengarahkan detektor ke dunia beku ini, para ilmuwan mungkin melihat sinyal makhluk hidup.
"Mungkin deteksi pertama kita tentang kehidupan di luar bumi adalah di halaman belakang kita," kata Snik.
Catatan Editor: Kisah ini dikoreksi untuk mencatat bahwa tim peneliti Snik melakukan eksperimen lapangan mereka di Free University Amsterdam, bukan Leiden University. Itu juga diperbarui untuk menyertakan tautan ke versi final yang diterbitkan dari penelitian Snik dalam Journal of Quantitative Spectroscopy dan Radiative Transfer.
