octubre 20, 2021

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Se detectó por primera vez una propiedad importante de la vida a gran altura

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Levanta las manos frente a tu cara. Para la mayoría de las personas, serán copias espejadas entre sí: puede sostenerlas palma con palma y coincidirán, pero no puede superponerlas.

Las moléculas también exhiben esta destreza o quiralidad. Vienen estructurados en dos formas espejadas que no se superponen. Y es una peculiaridad fascinante de la vida que casi todas las biomoléculas funcionan solo en una de sus dos formas.

Los aminoácidos naturales, los componentes básicos de las proteínas, son casi siempre zurdo, o pérdida. Los azúcares naturales, como los que forman el ARN y el ADN, por otro lado, casi siempre son diestros o diestros. Si reemplaza cualquiera de estas moléculas con otra forma, todo el sistema colapsará.

Esta peculiaridad se llama homoquiralidad. No estamos seguros de por qué sucede esto, pero se considera una propiedad clave de la vida. Y ahora los científicos han detectado la homoquiralidad molecular de un helicóptero que vuela a una velocidad de 70 kilómetros por hora (43,5 mph) a una altitud de 2 kilómetros (1,2 millas).

¿Por qué harían tal cosa, preguntas? Para ver si podemos detectar homoquiralidad molecular en otros planetas en la búsqueda de vida extraterrestre. Incluso aquí en la Tierra, sería útil poder medir esta señal de altitud, ya que puede revelar información sobre la salud de las plantas.

“Cuando la luz es reflejada por materia biológica, una parte de las ondas electromagnéticas de la luz viajará en espirales en sentido horario o antihorario”, explicó el físico Lucas Patty de la Universidad de Berna, Suiza.

“Este fenómeno se llama polarización circular y es causado por la homoquiralidad de la materia biológica. La naturaleza abiótica no viviente no produce espirales de luz similares”.

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Sin embargo, como era de esperar, esta señal es extremadamente débil. La polarización circular de la vegetación representa menos del 1 por ciento de la luz reflejada.

Un tipo de instrumento que puede detectar la señal de luz polarizada se llama espectropolarímetro, que utiliza sensores especiales para separar la fracción polarizada. Durante varios años, Patty y su equipo trabajaron en un espectropolarímetro de alta sensibilidad para detectar la polarización circular de la vegetación. Llamado TreePol, puede detectar positivamente la polarización circular a varios kilómetros de distancia.

Ahora han adaptado el TreePol para el vuelo, con espectrógrafos actualizados y control de temperatura agregado para la óptica. Este nuevo diseño se llama FlyPol.

Cuando Patty y su equipo se elevaron por encima de Val-de-Travers y Le Locle en Suiza con FlyPol, la mejora ofrecida por estas actualizaciones se hizo evidente de inmediato.

“El avance significativo es que estas medidas se tomaron en una plataforma que se movía, vibraba y que todavía detectamos estas biofirmas en cuestión de segundos”. dijo el astrónomo Jonas Kühn de la Universidad de Berna, y el proyecto MERMOZ (Monitorización de superficies planetarias con caracterización polarimétrica moderna).

No era solo que FlyPol podía aislar la señal de polarización circular y diferenciarla de superficies abióticas como carreteras asfaltadas. El equipo podría usarlo para diferenciar entre varios tipos de vegetación, como pasto, bosques e incluso algas en los lagos, todo desde un rápido helicóptero.

Esto podría abrir una nueva forma de monitorear la salud de varios ecosistemas vegetativos y quizás incluso de los arrecifes de coral, dijeron los investigadores. Pero aún no lo han refinado. Quieren tomarlo a una velocidad de aproximadamente 27.580 km / hy una altitud de 400 km (órbita terrestre baja).

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“El siguiente paso que esperamos dar es realizar detecciones similares de la Estación Espacial Internacional (ISS) mirando a la Tierra”. dijo el astrofísico Brice-Olivier Demory de la Universidad de Berna y MERMOZ.

A esa altitud, la resolución no sería tan buena, tal vez de 6 a 7 kilómetros, pero podrá ayudar a los investigadores a refinar su espectropolarímetro y ver qué tan bien funciona a escalas más extremas.

“Esto nos permitirá evaluar la detectabilidad de las biofirmas a escala planetaria. Este paso será decisivo para permitir la búsqueda de vida dentro y fuera de nuestro Sistema Solar mediante la polarización”. Demory dijo.

La investigación debe publicarse en Astronomía y Astrofísica.

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