我們星球上的生命的特徵是偏好特定形式的各種分子，而不是它們的映象。例如，DNA 分子始終具有“右手”螺旋，而所有已知的生命都只使用“左手”氨基酸來構建蛋白質。非生物物質通常不表現出這種偏好。研究人員抓住了這種區別，設計了一種名為 FlyPol 的儀器，該儀器使用光來追蹤來自一公里多高空快速移動的直升機上的植物生命。
當光線從具有相同手性的分子（稱為同手性分子）的濃度中反射出來時，部分光線會變成圓偏振光：反射的波形以順時針或逆時針方向螺旋。FlyPol 是一種光譜偏振儀，它測量當光線從陽光照射的景觀反射回來時，有多少光線以這種方式發生轉化。在一定波長範圍內觀察到的這種偏振光的量就像一個指紋，不僅揭示了生物體的型別（草、樹或藻類——FlyPol 針對植物進行了校準），還揭示了有關其健康狀況的詳細資訊。非生物來源的輪廓則沒有任何明顯的特徵。
“植物中的訊號強烈依賴於更大規模的分子結構，”伯爾尼大學天體生物學家盧卡斯·帕蒂說，他是描述《天文與天體物理學》中 FlyPol 的一篇新論文的主要作者。“例如，如果植物處於乾旱脅迫下，膜可能會稍微膨脹”——這會反映在反射光的強度峰值略微變平中。帕蒂說，這項技術可能有助於評估受氣候變化、森林砍伐或入侵物種蔓延影響的生態系統的健康狀況。
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直到最近，穩定的測量才有可能在受控的實驗室環境中進行，因為它們只涉及可檢測光線的一小部分。但 FlyPol 升級了實驗室設定，使其可以在現場工作。“總的來說，這是一個非常酷的結果，”麻省理工學院天體化學家佈雷特·麥圭爾說，他沒有參與這項研究。“他們非常有說服力地表明，他們可以區分生命非常豐富的區域和沒有生命的區域。”
最誘人的是該方法有一天可能用於掃描其他行星上的生命。科學家目前不知道除了生命產生的分子之外，還有什麼機制可以產生複雜的圓偏振光訊號。儘管其他地方的生命可能在沒有同手性分子的情況下存在，但它們的存在將是存在生命的有力暗示。“這是少數幾種基本上沒有誤報的生命探測方法之一，”帕蒂說——儘管他指出，在這一探測過程變得可行之前，仍然存在重大障礙。
麻省理工學院天體物理學家薩拉·西格爾也未參與這項研究，她表示，從近地軌道掃描時，這種訊號在遙遠恆星周圍的行星中將極其微弱。“很難說我們是否能在下一代望遠鏡中實現這一點，”她說。“這可能還需要幾代人的時間。”然而，西格爾表示，這種方法和實驗，以及對真實世界植物群的測量，是未來研究遙遠世界的良好開端。
目前，下一步包括在更多景觀上測試 FlyPol，併合作開發一種從國際空間站測量地球訊號的儀器。“從國際空間站來看，空間解析度仍然會非常高，”帕蒂說，因此人們會期望在測量亞馬遜上空時獲得較大的訊號，而在南極洲則獲得平坦的訊號。