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  撰文 | 常瑞华(Connie Chang) 

  翻译 | 林清

  在我们生涯的星球上,生命总是对分子的特定手性形式有所偏心,而不是随意选择它的镜像形式。例如,脱氧核糖核酸(DNA)分子总是“右旋”螺旋,而所有已知生命只使用“左旋”氨基酸构建卵白质。相比之下,无生命物质通常没有这种偏好。研究职员行使上述区别设计了一种名为“飞天禀光偏振计”(FlyPol)的仪器,它可以安装到直升机上,让飞机在1千米高的空中就能通过这个仪器追踪地面的植物。

  当光被一群具有相同旋向性的分子(称为同手性分子)反射时,其中一些光就会形成圆形偏振光束:反射波沿顺时针或逆时针偏向螺旋式转动。FlyPol就是一种分光偏振计(spectropolarimeter),它的作用是丈量当光从阳光照射的地表反射回来时,有若干光发生了上述转换。在一个波长局限内考察到的偏振光数目,不仅可以展现生物的类型(草、树或藻类,飞天禀光偏振计可凭证差异植物举行响应校准),还可以展现考察工具的康健状态。固然,无生命源的扫瞄图就不存在可识其余特征。

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  “植物的信号极为依赖更大规模的分子结构。”瑞士伯尔尼大学天体生物学家卢卡斯·帕蒂(Lucas Patty,这项研究的主要作者)说。他将关于飞天禀光偏振计研究揭晓在了《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志上。帕蒂说,“若是植物处于干旱胁迫(drought stress)环境中,细胞膜就会略微膨胀”,我们可以通过略为扁平的强度峰值(intensity peaks)来识别。

  帕蒂以为这项手艺有助于评估受天气转变、森林砍伐或入侵物种流传影响的生态系统是否处于康健状态。不久前,稳固的丈量还只能在可控的实验室环境中举行,由于其涉及的可探测光的局限还很小。但飞天禀光偏振计升级了实验室装备的性能,从而能在野外事情。

  “总的来说,这种装备异常酷,”美国麻省理工学院天体化学家布雷特·麦圭尔(Brett McGuire,并未介入这项研究)说,“显而易见,它们可以区分哪些区域存在大量生命,哪些区域没有生命迹象。”

  这种方式最吸引人之处在于,它或允许以用来征采其他行星上的生命迹象。现在除了生命所发生的分子外,科学家不知道另有哪些机制可以发生庞大的圆偏振光信号。其他地方可能存在无同手性分子的生命,然则若是测到同手性分子发生的信号时,基本就是生命存在的迹象了。帕蒂说:“这是在检测生命迹象时,少数几种基本无误报的方式之一。”但他指出,要将这种方式投入现实使用,另有许多障碍。

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