Для выявления как живых существ, так и неживых химических и физических процессов астрономы ищут аминокислоты — строительные блоки белков. Аминокислоты имеют одинаковую химическую формулу, но существуют в двух зеркально симметричных формах, по которым живое отличается от неживого. У живых организмов почти все аминокислоты представлены исключительно в L-форме, а сахара — в D-форме. Напротив, неживые химические и физические процессы производят L- и D-формы в равном количестве. Следовательно, соотношение L/D — потенциальная биосигнатура жизни, что делает аминокислоты идеальной целью для астробиологических исследований.

Традиционные методы позволяют различать образцы путем анализа крупных групп молекул, однако это сопряжено с рядом практических трудностей, рассказывает EurekAlert. В прошлом ученые уже высказывали предположение, что альтернативный метод, основанный на электрическом детектировании, был бы проще, менее чувствителен к вибрациям и позволил бы отказаться от использования химических реагентов.

Команда ученых из Университета Осаки применила современные достижения в нанотехнологиях для электрического обнаружения одиночных молекул, значимых с биологической точки зрения. Они придумали измерять молекулы, проходящие через зазор между двумя золотыми нанопроводами, которые генерируют электрический туннельный ток. Поскольку формы электрических сигналов для каждой формы аминокислоты различаются, можно напрямую подсчитать количество молекул, проходящих через зазор.

«Объединив метод туннелирования в нанозазоре с искусственным интеллектом, мы смогли распознать L- и D-формы аминокислот с точностью более 80%, — заявил Такахито Оширо, ведущий автор статьи. — Это первое различение хиральности аминокислот на уровне одиночных молекул и фундаментальный прорыв в химическом зондировании».

Поскольку астробиологические образцы обычно содержат много типов молекул, команда проверила, можно ли использовать эту технику для идентификации аминокислот в сложных смесях. Проанализировав образцы метеорита Мёрчисон из Австралии и образцы почвы из пустыни Атакама в Чили, ученые в обоих случаях смогли уловить основные особенности аминокислотного состава.

Возможно, эту разработку можно будет использовать для создания компактных электрических приборов, способных обнаруживать внеземную жизнь.

В прошлом году международная команда ученых предложила новый способ обнаружения потенциальных внеземных зондов вблизи Земли — использовать тень Земли в качестве естественного фильтра для устранения помех от искусственных спутников и космического мусора. Они его уже протестировали и обнаружили как минимум один странный объект.