Para Ilmuwan Mendeteksi Tanda-Tanda Kehidupan dari Jarak Jauh

Pengukuran dengan mudah menunjukkan materi hidup yang menunjukkan sinyal polarisasi karakteristik, sementara jalan, misalnya, tidak menunjukkan sinyal polarisasi melingkar yang signifikan.

Jumat, 9 Juli 2021 | 12:51 WIB
0
33
Para Ilmuwan Mendeteksi Tanda-Tanda Kehidupan dari Jarak Jauh
illustr: Flying over forest and river (stock image)

Ini bisa menjadi tonggak sejarah di jalan untuk mendeteksi kehidupan di planet lain: Para ilmuwan di bawah kepemimpinan Universitas Bern dan Pusat Nasional Kompetensi dalam Penelitian (NCCR) PlanetS mendeteksi properti molekul kunci dari semua organisme hidup dari helikopter terbang beberapa kilometer di atas tanah. Teknologi pengukuran juga bisa membuka peluang untuk penginderaan jauh Bumi.

Tangan kiri dan tangan kanan adalah bayangan cermin yang hampir sempurna satu sama lain. Tetapi bagaimanapun cara mereka dipelintir dan diputar, mereka tidak bisa ditumpangkan satu sama lain. Inilah sebabnya mengapa sarung tangan kiri tidak pas untuk tangan kanan dan juga tangan kiri. Dalam ilmu pengetahuan, sifat ini disebut sebagai kiralitas.

Sama seperti tangan yang kiral, molekul juga bisa kiral. Faktanya, sebagian besar molekul dalam sel organisme hidup, seperti DNA, adalah kiral. Namun, tidak seperti tangan, yang biasanya berpasangan kiri dan kanan, molekul kehidupan hampir secara eksklusif terjadi dalam versi "tangan kiri" atau "tangan kanan". Mereka homokiral, seperti yang dikatakan para peneliti. Mengapa demikian, masih belum jelas. Tetapi homokiralitas molekuler ini adalah ciri khas kehidupan, yang disebut biosignature.

Sebagai bagian dari proyek MERMOZ, tim internasional yang dipimpin oleh University of Bern dan National Center of Competence in Research NCCR PlanetS, kini telah berhasil mendeteksi tanda tangan ini dari jarak 2 kilometer dan pada kecepatan 70 kilometer per jam. Jonas Kühn, manajer proyek MERMOZ dari University of Bern dan rekan peneliti yang baru saja diterbitkan dalam jurnal Astronomy and Astrophysics, mengatakan: "Kemajuan yang signifikan adalah bahwa pengukuran ini telah dilakukan di platform yang bergerak, bergetar dan kami masih mendeteksi tanda-tanda biologis ini dalam hitungan detik."

Alat yang mengenali makhluk hidup

"Ketika cahaya dipantulkan oleh materi biologis, sebagian dari gelombang elektromagnetik cahaya akan bergerak dalam spiral searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Fenomena ini disebut polarisasi melingkar dan disebabkan oleh homokiralitas materi biologis. Spiral cahaya yang serupa tidak dihasilkan oleh non-abiotik. -alam yang hidup," kata peneliti pertama studi tersebut Lucas Patty, yang merupakan peneliti postdoctoral MERMOZ di University of Bern dan anggota NCCR PlanetS,

Mengukur polarisasi melingkar ini, bagaimanapun, adalah menantang. Sinyalnya cukup redup dan biasanya menghasilkan kurang dari satu persen cahaya yang dipantulkan.

Untuk mengukurnya, tim mengembangkan perangkat khusus yang disebut spektropolarisasi. Ini terdiri dari kamera yang dilengkapi dengan lensa khusus dan penerima yang mampu memisahkan polarisasi melingkar dari sisa cahaya.

Namun bahkan dengan perangkat yang rumit ini, hasil baru tidak mungkin sampai saat ini. "Hanya 4 tahun yang lalu, kami hanya dapat mendeteksi sinyal dari jarak yang sangat dekat, sekitar 20 cm, dan perlu mengamati tempat yang sama selama beberapa menit untuk melakukannya," kenang Lucas Patty. Tetapi peningkatan pada instrumen yang dia dan rekan-rekannya buat, memungkinkan deteksi yang jauh lebih cepat dan stabil, dan kekuatan tanda tangan dalam polarisasi melingkar tetap ada bahkan dengan jarak. Hal ini menjadikan instrumen ini cocok untuk pengukuran polarisasi sirkular udara pertama.

Pengukuran yang berguna di bumi dan di luar angkasa

Dengan menggunakan instrumen yang ditingkatkan ini, dijuluki FlyPol, mereka menunjukkan bahwa hanya dalam hitungan detik pengukuran, mereka dapat membedakan antara padang rumput, hutan, dan daerah perkotaan dari helikopter yang bergerak cepat.

Pengukuran dengan mudah menunjukkan materi hidup yang menunjukkan sinyal polarisasi karakteristik, sementara jalan, misalnya, tidak menunjukkan sinyal polarisasi melingkar yang signifikan. Dengan pengaturan saat ini, mereka bahkan mampu mendeteksi sinyal yang berasal dari ganggang di danau.

Setelah tes sukses mereka, para ilmuwan sekarang melihat untuk melangkah lebih jauh. "Langkah selanjutnya yang kami harapkan adalah melakukan deteksi serupa dari Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), melihat ke bawah ke Bumi. Itu akan memungkinkan kami untuk menilai deteksi tanda-tanda skala planet. Langkah ini akan menentukan untuk mengaktifkan pencarian kehidupan di dalam dan di luar Tata Surya kita menggunakan polarisasi," kata peneliti utama MERMOZ dan rekan peneliti Brice-Olivier Demory, profesor astrofisika di University of Bern dan anggota NCCR PlanetS.

Pengamatan sensitif dari sinyal polarisasi melingkar ini tidak hanya penting untuk misi pendeteksian kehidupan di masa depan. Lucas Patty menjelaskan: "Karena sinyal berhubungan langsung dengan komposisi molekul kehidupan dan fungsinya, sinyal ini juga dapat menawarkan informasi pelengkap yang berharga dalam penginderaan jauh Bumi."

Misalnya dapat memberikan informasi tentang deforestasi atau penyakit tanaman. Bahkan dimungkinkan untuk menerapkan polarisasi sirkular dalam pemantauan ledakan alga beracun, terumbu karang dan efek pengasaman di atasnya.

(Materials provided by University of Bern)

***
Solo, Jumat, 9 Juli 2021. 12:20 pm
'salam sehat penuh cinta'
Suko Waspodo
suka idea
antologi puisi suko