Properti penting kehidupan dari ketinggian telah ditemukan untuk pertama kalinya

Angkat tangan Anda di depan wajah Anda. Bagi kebanyakan orang, mereka akan menjadi salinan cermin satu sama lain: Anda dapat memegangnya dari telapak tangan ke telapak tangan dan mereka akan cocok, tetapi Anda tidak dapat memasangnya.

Molekul juga menunjukkan kiralitas ini, atau kiralitas. Mereka datang terorganisir dalam dua format reversibel dan non-mountable. Merupakan suatu keanehan yang luar biasa dalam kehidupan bahwa hampir semua biomolekul hanya akan berfungsi dalam salah satu bentuknya.

Asam amino alami – bahan penyusun protein – adalah Hampir selalu kidal, atau sinistral. Di sisi lain, polisakarida alami seperti yang membentuk RNA dan DNA, hampir selalu bertangan kanan, atau dekstral. Jika Anda mengganti salah satu molekul ini dengan bentuk lain, seluruh sistem akan runtuh.

Kelainan ini disebut homokiralitas. Kami tidak yakin mengapa ini terjadi, tetapi itu dianggap sebagai properti penting kehidupan. Sekarang para ilmuwan telah menemukan simetri molekuler dari sebuah helikopter yang terbang dengan kecepatan 70 kilometer per jam (43,5 mil per jam) pada ketinggian 2 kilometer (1,2 mil).

Anda bertanya mengapa mereka melakukan hal seperti itu? Untuk melihat apakah kita dapat mendeteksi homologi molekuler di planet lain, dalam pencarian kehidupan di luar bumi. Bahkan di Bumi, dapat mengukur sinyal ini dari ketinggian akan berguna, karena dapat mengungkapkan informasi tentang kesehatan tanaman.

“Ketika cahaya dipantulkan oleh bahan biologis, sebagian gelombang elektromagnetik cahaya akan bergerak searah atau berlawanan arah jarum jam,” Fisikawan Lucas Bate menjelaskan dari Universitas Bern di Swiss.

“Fenomena ini disebut polarisasi sirkular dan disebabkan oleh simetri materi biologis. Sifat kiral serupa tidak dihasilkan dari cahaya oleh alam abiotik yang tidak hidup.”

Namun, seperti yang Anda duga, sinyal ini sangat lemah. Polarisasi melingkar tanaman membuat kurang dari 1% dari cahaya yang dipantulkan.

Jenis instrumen yang dapat mendeteksi sinyal cahaya terpolarisasi disebut spektrometer, yang menggunakan sensor khusus untuk memisahkan bagian terpolarisasi. Selama beberapa tahun, Bate dan timnya telah bekerja pada spektrofotometer yang sangat sensitif untuk mendeteksi polarisasi melingkar tanaman. Ini disebut TreePol, dan secara positif dapat mendeteksi polarisasi melingkar dari beberapa kilometer jauhnya.

Sekarang, mereka telah mengadaptasi TreePol untuk penerbangan, dengan spektrometer yang ditingkatkan dan kontrol suhu tambahan untuk optik. Desain baru ini disebut FlyPol.

Ketika Patty dan timnya terbang di atas Val-de-Travers dan Le Locle di Swiss dengan FlyPol, peningkatan yang diberikan oleh peningkatan ini segera terlihat.

“Kemajuan besar adalah pengukuran ini dilakukan di platform yang bergerak dan bergetar dan kami masih mendeteksi sidik jari biometrik ini dalam hitungan detik,” Astronom Jonas Kohn berkata: Dari University of Bern, dan proyek MERMOZ (Rencana pemantauan, permukaan eksterior dengan properti non-metrik modern).

Bukan hanya tentang kemampuan FlyPol untuk mengisolasi sinyal polarisasi melingkar dan membedakannya dari permukaan abiotik, seperti jalan aspal. Tim dapat menggunakannya untuk membedakan berbagai jenis vegetasi, seperti rumput, hutan, dan bahkan ganggang di danau — semuanya dari helikopter yang bergerak cepat.

Para peneliti mengatakan ini bisa membuka cara yang sama sekali baru untuk memantau kesehatan ekosistem tanaman yang berbeda, bahkan mungkin terumbu karang. Tapi mereka belum selesai memperbaikinya. Mereka ingin menempuhnya dengan kecepatan sekitar 27.580 km/jam dan ketinggian 400 km – orbit Bumi rendah.

“Langkah selanjutnya yang kami harapkan adalah membuat penemuan serupa dari Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), melihat Bumi,” Ahli astrofisika Bryce Oliver Demore berkata: dari Universitas Bern dan Mermoz.

Pada ketinggian ini, akurasinya tidak akan baik – mungkin 6 hingga 7 kilometer – tetapi ini akan dapat membantu para peneliti meningkatkan spektrometer polarisasi, dan melihat seberapa baik kerjanya pada skala yang lebih ekstrem.

“Ini akan memungkinkan kami untuk menilai kemungkinan mendeteksi biosignatures di tingkat planet. Langkah ini akan sangat penting untuk memungkinkan pencarian kehidupan di dalam dan di luar tata surya kita menggunakan polarisasi,” kata demore.

Penelitian ini akan dipublikasikan di Astronomi dan astrofisika.