以下是3D全息术如何帮助发现外星生命

科学家说，数字全息图-使用激光记录的3D图像-可能是我们寻找外星生命的最佳选择。自从NASA在20世纪70年代末的维京计划明确搜索外星生命以来，没有任何探测。相反，重点一直放在寻找水上。

土星的冰冷卫星土卫二 (Enceladus) 有很多水，但是即使生命确实以某种微生物的方式存在，地球上的科学家的困难是从7.9亿英里外识别出这些微生物。美国加州理工学院 (California Institute of Technology) 的研究教授杰伊·纳多 (Jay Nadeau) 说: “区分微生物和灰尘比你想象的要难。”

土卫二有巨大的间歇泉，通过月球冰壳的裂缝排出水蒸气，定期喷射到太空。当土星探测器卡西尼号飞越土卫二2005年时，它在南极地区发现了水蒸气羽流，以每小时近2,000公里的速度向地表上方近500公里的高度喷射冰冷颗粒。

科学家计算得出，每一羽中每秒释放多达250公斤水蒸气。自从第一次观察以来，已经发现了一百多个间歇泉。

Nadeau说，向太空喷射的水提供了难得的机会。虽然降落在异物上既困难又昂贵，但更便宜，更容易的选择可能是将探针发送到土卫二，然后将其通过喷气机，在那里收集可能含有微生物的水样。

一些证明微观斑点实际上是活微生物的策略涉及寻找其结构中的模式或研究其特定的化学成分。

“观察模式和化学是有用的，但我认为我们需要后退一步，寻找生物的更一般的特征，比如运动的存在，” 他说。

为了研究土卫二羽流中潜在微生物的运动，纳多建议使用一种称为数字全息显微镜的仪器，该仪器已针对天体生物学进行了专门修改。在数字全息显微镜中，用激光照射物体，并测量从物体反弹并返回检测器的光。

这种散射光包含有关散射光的强度及其相位的信息，该信息可用于判断光传播了多远。借助这两种类型的信息，计算机可以重建对象的3D图像-一种可以显示所有三个维度的运动的图像。

为了研究该技术在分析外星样本方面的潜在效用，研究人员从北极地区获得了水样本，那里的细菌稀少。

借助全息显微镜，Nadeau能够识别出每毫升体积仅1,000个细胞的种群密度的生物，这与地球上一些最极端的环境 (例如冰下湖泊) 中的生物相似。Nadeau说，低的检测阈值，加上该系统能够快速测试大量样品 (以每小时约一毫升的速度) 以及很少的活动部件，使其成为天体生物学的理想选择。