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本報訊?這可能是人們探索其他行星生命之路上的一個里程碑：瑞士伯爾尼大學等機構(gòu)的科學家，能從距離地面幾公里的直升機上探測所有活生物體的關(guān)鍵分子特性。該技術(shù)也為地球遙感領(lǐng)域創(chuàng)造了新機會。近日，相關(guān)論文刊登于《天文學與天體物理學》。
伸出你的雙手，左手和右手幾乎是完美的鏡像，但無論以何種方式被扭曲或翻轉(zhuǎn)，它們都不能相互疊加。這就是左手手套無法適合右手的原因。在科學上，這種性質(zhì)被稱為手性。
事實上，分子也有手性。生物細胞中的大多數(shù)分子，如DNA，都具有手性。然而，生命分子幾乎完全以“左手”或“右手”形式出現(xiàn)，因此它們是同手性的。雖然原因尚不清楚，但這種分子的同手性是生命的一種特征，也就是所謂的生物標志物。
研究人員現(xiàn)在已經(jīng)成功地在離地面2公里、以70公里每小時速度飛行的飛機上探測到這種生命信號。該研究負責人、伯爾尼大學Jonas Kühn說：“最重要的是，這些測量是在一個移動、振動的平臺上進行的，我們?nèi)匀荒茉趲酌腌妰?nèi)檢測到這些生物特征?！?/p>
“當光被生物反射時，一部分電磁波會以順時針或逆時針的螺旋形式傳播，這種現(xiàn)象被稱為圓偏振，是由同手性引起的?！闭撐牡谝蛔髡摺⒉疇柲岽髮W博士后Lucas Patty說。
然而，測量這種圓偏振十分困難。因為其信號非常微弱，通常只占反射光的百分之一。為了測量它，該團隊開發(fā)了一種叫作分光偏振計的專用設(shè)備。它由一個配備了特殊鏡頭的相機和接收器組成，能夠?qū)A偏振與其他光線分開。
然而，即使有了這種精密裝置，直到最近研究人員才得到新的結(jié)果。 Patty回憶道：“就在4年前，我們只能在非常近的距離（約20厘米）處探測到信號，而且需要在同一地點觀測幾分鐘?！?/p>
之后，研究人員對儀器進行了升級，讓檢測更快速和穩(wěn)定，同時也使得該儀器適合在空中測量圓偏振。
利用這種被稱為“FlyPol”的儀器，在短短幾秒鐘內(nèi)，研究人員就可以從快速移動的直升機上區(qū)分草地、森林和城市區(qū)域，甚至能夠探測來自湖泊藻類的信號。
“我們希望能在國際空間站上進行類似探測。這將使我們能夠評估行星尺度的生物特征的可探測性，進而利用偏振在太陽系內(nèi)外尋找生命?！闭撐淖髡咧?、伯爾尼大學天體物理學教授Brice-Olivier Demory說。
此外，Patty提到，因為信號直接關(guān)系到生命的分子組成及其功能，所以該技術(shù)也可以在地球遙感中提供有價值的補充信息。例如，它可以提供關(guān)于森林砍伐或植物疾病的信息，并幫助監(jiān)測有毒藻華、珊瑚礁狀況及其酸化等。（唐一塵）
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202140845
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