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本報訊 這可能是人們(men) 探索其他行星生命之路上的一個(ge) 裏程碑：瑞士伯爾尼大學等機構的科學家，能從(cong) 距離地麵幾公裏的直升機上探測所有活生物體(ti) 的關(guan) 鍵分子特性。該技術也為(wei) 地球遙感領域創造了新機會(hui) 。近日，相關(guan) 論文刊登於(yu) 《天文學與(yu) 天體(ti) 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，它們(men) 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，這種性質被稱為(wei) 手性。
事實上，分子也有手性。生物細胞中的大多數分子，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，因此它們(men) 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誌物。
研究人員現在已經成功地在離地麵2公裏、以70公裏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(ge) 移動、振動的平台上進行的，我們(men) 仍然能在幾秒鍾內(nei) 檢測到這些生物特征。”
“當光被生物反射時，一部分電磁波會(hui) 以順時針或逆時針的螺旋形式傳(chuan) 播，這種現象被稱為(wei) 圓偏振，是由同手性引起的。”論文第一作者、伯爾尼大學博士後Lucas Patty說。
然而，測量這種圓偏振十分困難。因為(wei) 其信號非常微弱，通常隻占反射光的百分之一。為(wei) 了測量它，該團隊開發了一種叫作分光偏振計的專(zhuan) 用設備。它由一個(ge) 配備了特殊鏡頭的相機和接收器組成，能夠將圓偏振與(yu) 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果。 Patty回憶道：“就在4年前，我們(men) 隻能在非常近的距離（約20厘米）處探測到信號，而且需要在同一地點觀測幾分鍾。”
之後，研究人員對儀(yi) 器進行了升級，讓檢測更快速和穩定，同時也使得該儀(yi) 器適合在空中測量圓偏振。
利用這種被稱為(wei) “FlyPol”的儀(yi) 器，在短短幾秒鍾內(nei) ，研究人員就可以從(cong) 快速移動的直升機上區分草地、森林和城市區域，甚至能夠探測來自湖泊藻類的信號。
“我們(men) 希望能在國際空間站上進行類似探測。這將使我們(men) 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係內(nei) 外尋找生命。”論文作者之一、伯爾尼大學天體(ti) 物理學教授Brice-Olivier Demory說。
此外，Patty提到，因為(wei) 信號直接關(guan) 係到生命的分子組成及其功能，所以該技術也可以在地球遙感中提供有價(jia) 值的補充信息。例如，它可以提供關(guan) 於(yu) 森林砍伐或植物疾病的信息，並幫助監測有毒藻華、珊瑚礁狀況及其酸化等。（唐一塵）
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202140845
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