Para ilmuwan telah mengukur warna mikroba yang hidup tinggi di atmosfer Bumi, mengungkap pigmen yang melindungi dari cahaya UV. Temuan ini menunjukkan bahwa biosignatur serupa di awan eksoplanet bisa menandakan kehidupan alien. Penelitian ini menyediakan spektrum referensi untuk pengamatan astronomi masa depan.
Mikroorganisme berkembang biak di stratosfer Bumi dengan konsentrasi hingga 100.000 per meter kubik, berkontribusi pada pembentukan awan. Mikroba ini menghasilkan pigmen seperti karotenoid, yang menciptakan warna kuning, oranye, dan merah muda untuk melindungi dari radiasi ultraviolet yang intens pada ketinggian antara 3 dan 38 kilometer.
Ligia Coelho di Universitas Cornell di negara bagian New York memimpin tim yang menganalisis mikroba yang dikumpulkan oleh Brent Christner di Universitas Florida menggunakan balon helium dan batang lengket. Dengan mengbudidayakan sampel ini dan mengukur spektrum reflektansi mereka, para peneliti menghasilkan data tentang bagaimana pigmen ini berinteraksi dengan cahaya. Mereka juga memodelkan variasi spektral di bawah kondisi planet yang berbeda, seperti lingkungan yang lebih basah atau lebih kering.
"Untuk pertama kalinya, kita sekarang memiliki spektrum reflektansi nyata dari mikroorganisme berpigmen dari atmosfer yang dapat digunakan sebagai data referensi untuk memodelkan dan mendeteksi kehidupan di awan," kata Coelho. Ia menekankan bahwa biopigmen berfungsi sebagai biosignatur universal, mengingat peran UV sebagai stressor bagi kehidupan di planet mana pun yang diterangi bintang. "Biopigmen adalah biosignatur yang kuat dan mengejutkan universal," tambah Coelho. "Karena UV adalah stressor universal bagi kehidupan di planet mana pun dengan bintang, masuk akal bahwa pigmen reflektif yang melayani fungsi yang sama bisa berevolusi di tempat lain juga."
Astronom saat ini mendeteksi biosignatur potensial di eksoplanet dengan menganalisis cahaya yang dipantulkan untuk gas seperti oksigen dan metana, atau penanda permukaan seperti klorofil. Awan secara tradisional mengaburkan sinyal ini, tetapi studi menunjukkan bahwa konsentrasi tinggi mikroba udara bisa mengubah spektrum planet secara terdeteksi. Simulasi menunjukkan bahwa kepadatan mirip dengan mekar alga laut diperlukan untuk pengamatan dengan instrumen seperti Observatorium Dunia Bisa Dihuni yang diusulkan NASA.
"Simulasi planet kami menunjukkan bahwa jika awan planet memiliki konsentrasi tinggi mikroorganisme ini, spektrum mereka berpotensi berubah secara terdeteksi," catat Coelho. Namun, tantangan tetap ada, karena tingkat mikroba atmosfer Bumi berada di bawah ambang deteksi saat ini.
Clare Fletcher di Universitas New South Wales menyambut baik penggabungan pencarian karotenoid dengan deteksi klorofil tetapi memperingatkan bahwa itu mengasumsikan kehidupan seperti Bumi di eksoplanet. Peter Tuthill di Universitas Sydney menyatakan skeptisisme tentang membedakan sinyal lemah ini dari noise pada jarak seperti 20 parsec.
Temuan ini dirinci dalam preprint di arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2509.25173).