À medida que a luz interage com as moléculas biológicas, fica polarizada circularmente, o que significa que viaja em espirais. Os astrobiólogos pensam que um dia poderemos construir "scanners da vida" que podem detectar a vida em mundos alienígenas pela assinatura reveladora dessa luz polarizada.(Imagem: © Shutterstock)
Quando os tripulantes da nave estelar Enterprise entram em órbita em torno de um novo planeta, uma das primeiras coisas que fazem é procurar formas de vida . Aqui no mundo real, os pesquisadores há muito tentam descobrir como detectar inequivocamente sinais de vida em exoplanetas distantes.
Eles estão agora um passo mais perto desse objetivo, graças a uma nova técnica de sensoriamento remoto que se baseia em uma peculiaridade da bioquímica, fazendo a luz espiralar em uma direção específica e produzir um sinal bastante inconfundível. O método, descrito em um artigo recente publicado na revista Astrobiology , pode ser usado a bordo de observatórios espaciais e ajudar os cientistas a descobrir se o universo contém seres vivos como nós.
Nos últimos anos, a detecção de vida remota tornou-se um tópico de imenso interesse, à medida que os astrônomos começaram a capturar luz de planetas orbitando outras estrelas, que podem ser analisadas para determinar que tipo de produtos químicos esses mundos contêm. Os pesquisadores gostariam de descobrir algum indicador que pudesse definitivamente dizer se eles estão olhando para uma biosfera viva.
Por exemplo, a presença de oxigênio excessivo na atmosfera de um exoplaneta pode ser uma boa dica de que algo está respirando em sua superfície. Mas há muitas maneiras pelas quais os processos inanimados podem gerar moléculas de oxigênio e induzir observadores remotos a acreditar que um mundo está repleto de vida.
Portanto, alguns pesquisadores sugeriram procurar cadeias de moléculas orgânicas. Esses produtos químicos vivos vêm em dois arranjos - uma versão para destros e uma para canhotos, que são como imagens espelhadas um do outro. Na natureza, a natureza produz quantidades iguais dessas moléculas para destros e canhotos.
"A biologia quebra essa simetria", disse Frans Snik, astrônomo da Universidade de Leiden, na Holanda, e co-autor do novo artigo, à Live Science. "Essa é a diferença entre química e biologia".
Na Terra, os seres vivos selecionam uma "mão" molecular e ficam com ela. Os aminoácidos que compõem as proteínas do seu corpo são versões canhotas de suas respectivas moléculas.
Quando a luz interage com longas cadeias desses arranjos de mãos diferentes, torna-se polarizada circularmente, o que significa que suas ondas eletromagnéticas viajam em espirais no sentido horário ou anti-horário. As moléculas inorgânicas geralmente não conferem essa propriedade aos raios de luz.
Em trabalhos anteriores publicados no Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer , Snik e seus colegas examinaram folhas de hera inglesa recém-colhidas em seu laboratório e observaram como a clorofila (um pigmento verde) criava luz polarizada circularmente. À medida que as folhas se deterioravam, o sinal de polarização circular ficava cada vez mais fraco, até desaparecer completamente.
O próximo passo foi testar a técnica em campo e, assim, os pesquisadores pegaram um instrumento que detecta essa polaridade no telhado de seu prédio na Universidade Livre de Amsterdã e o direciona para um campo esportivo próximo. Eles ficaram perplexos ao não ver luz circularmente polarizada, disse Snik, até perceberem que esse era um dos poucos campos esportivos da Holanda usando grama artificial. Quando os pesquisadores apontaram seu detector para uma floresta a alguns quilômetros de distância, o sinal circularmente polarizado veio alto e claro.
A questão de um milhão de dólares é se organismos de outro mundo exibiriam um favoritismo semelhante para moléculas de uma mão, disse Snik. Ele acredita que é uma aposta bastante boa, já que os produtos químicos à base de carbono se encaixam melhor quando todos compartilham a mesma destreza.
Sua equipe agora está projetando um instrumento que pode ser levado de avião para a Estação Espacial Internacional e mapear o sinal de polarização circular da Terra para entender melhor como uma assinatura análoga pode parecer à luz de um planeta distante.
Esse será um desafio extremo, mas que vale a pena, disse Edward Live Schwieterman, astrônomo e astrobiólogo da Universidade da Califórnia, em Riverside, que não estava envolvido no trabalho. Capturar a luz de um exoplaneta significa bloquear a luz de sua estrela-mãe, que geralmente é cerca de 10 bilhões de vezes mais brilhante, acrescentou. Se o mundo estiver vivo, apenas uma pequena fração de sua luz conterá o sinal de polarização circular.
"O sinal é pequeno, mas o nível de ambiguidade também é pequeno", disse Schwieterman, tornando o método útil, apesar da dificuldade.
Futuros enormes telescópios espaciais, como o observatório LUVOIR ( Large UV Optical Infrared Surveyor ), poderão provocar essa fraca assinatura. LUVOIR ainda é apenas um conceito, mas teria um diâmetro de espelho seis vezes maior que o do telescópio espacial Hubble e provavelmente poderia voar em meados da década de 2030, estimam as autoridades.
Snik acha que a técnica de polarização circular também pode ser levada para mais perto de casa, em um instrumento transportado para luas potencialmente habitáveis no sistema solar externo, como Europa ou Enceladus. Ao apontar esse detector para esses mundos congelados, os cientistas podem ver o sinal de criaturas vivas.
"Talvez nossa primeira detecção de vida extraterrestre seja em nosso quintal", disse Snik.
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