In 1995 ontdekte een paar wetenschappers een planeet buiten ons zonnestelsel in een baan om een ​​ster van het zonnetype. Sinds die bevinding - die de wetenschappers een deel van de Nobelprijs voor de natuurkunde 2019 opleverde - hebben onderzoeken er meer dan 4 ontdekt, 000 exoplaneten, inclusief enkele aardachtige planeten die het potentieel hebben om leven te herbergen.

Om te detecteren of planeten leven herbergen, echter, wetenschappers moeten eerst bepalen welke kenmerken aangeven dat leven aanwezig is (of ooit was).

Over de afgelopen tien jaar, astronomen hebben veel moeite gedaan om te achterhalen welke sporen van eenvoudige levensvormen - bekend als 'biosignaturen' - elders in het universum zouden kunnen bestaan. Maar wat als een buitenaardse planeet intelligent leven herbergt dat een technologische beschaving heeft opgebouwd? Zouden er 'technosignaturen' kunnen zijn die een beschaving op een andere wereld zou creëren die vanaf de aarde te zien zijn? En, zouden deze technosignaturen nog gemakkelijker te detecteren zijn dan biosignaturen?

Adam Frank, hoogleraar natuurkunde en sterrenkunde aan de Universiteit van Rochester, heeft een subsidie ​​van NASA ontvangen die hem in staat zal stellen deze vragen te beantwoorden. De beurs financiert zijn onderzoek naar technosignaturen - detecteerbare tekenen van vroegere of huidige technologie die op andere planeten wordt gebruikt. Dit is de eerste NASA-beurs voor niet-radio-technologische handtekeningen die ooit is toegekend en vertegenwoordigt een opwindende nieuwe richting voor de zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI). Met de subsidie ​​kan Frank, samen met medewerkers Jacob-Haqq Misra van de internationale non-profitorganisatie Blue Marble Space, Manasvi Lingam van het Florida Institute of Technology, Avi Loeb van de Harvard-universiteit, en Jason Wright van de Pennsylvania State University, om de eerste vermeldingen in een online technosignature-bibliotheek te produceren.

"SETI heeft altijd voor de uitdaging gestaan ​​om uit te zoeken waar te kijken, ' zegt Frank. 'Op welke sterren richt jij je telescoop en zoek je naar signalen? Nu weten we waar we moeten zoeken. We hebben duizenden exoplaneten, waaronder planeten in de bewoonbare zone waar leven kan ontstaan. Het spel is veranderd."

Ook de aard van het zoeken is veranderd. een beschaving, van nature, een manier moeten vinden om energie op te wekken, en, Frank zegt, "Er zijn maar zo veel vormen van energie in het universum. Buitenaardse wezens zijn geen magie."

Hoewel het leven vele vormen kan aannemen, het zal altijd gebaseerd zijn op dezelfde fysische en chemische principes die aan het universum ten grondslag liggen. Dezelfde connectie geldt voor het bouwen van een beschaving; elke technologie die een buitenaardse beschaving gebruikt, zal gebaseerd zijn op natuurkunde en scheikunde. Dat betekent dat onderzoekers wat ze hebben geleerd in laboratoria die aan de aarde zijn gebonden, kunnen gebruiken om hun denken te sturen over wat er elders in het universum is gebeurd.

"Mijn hoop is dat, met behulp van deze subsidie, we zullen nieuwe manieren kwantificeren om tekenen van buitenaardse technologische beschavingen te onderzoeken die vergelijkbaar zijn met of veel geavanceerder zijn dan de onze, " zegt Loeb, de Frank B. Baird, jr., Professor in de wetenschap aan Harvard.

De onderzoekers zullen het project beginnen door te kijken naar twee mogelijke technosignaturen die kunnen wijzen op technologische activiteit op een andere planeet:

• Zonnepanelen. Sterren zijn een van de krachtigste energiegeneratoren in het universum. Op aarde, we benutten energie van onze ster, de zon, dus "het gebruik van zonne-energie zou heel natuurlijk zijn voor andere beschavingen om te doen, " zegt Frank. Als een beschaving veel zonnepanelen gebruikt, het licht dat door de planeet wordt gereflecteerd, zou een bepaalde spectrale signatuur hebben - een meting van de golflengten van licht dat wordt gereflecteerd of geabsorbeerd - wat de aanwezigheid van die zonnecollectoren aangeeft. De onderzoekers zullen de spectrale handtekeningen bepalen van grootschalige planetaire zonne-energieverzameling.
• Vervuilers. "We hebben een lange weg afgelegd om te begrijpen hoe we leven op andere werelden zouden kunnen detecteren uit de gassen die aanwezig zijn in de atmosferen van die werelden, " zegt Wright, een professor in astronomie en astrofysica aan Penn State. Op aarde, we kunnen chemicaliën in onze atmosfeer detecteren door het licht dat de chemicaliën absorberen. Enkele voorbeelden van deze chemicaliën zijn methaan, zuurstof, en kunstmatige gassen zoals de chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) die we ooit als koelmiddel gebruikten. Biosignatuurstudies richten zich op chemicaliën zoals methaan, die het eenvoudige leven zal voortbrengen. Frank en zijn collega's zullen de handtekeningen van chemicaliën catalogiseren, zoals CFK's, die wijzen op de aanwezigheid van een industriële beschaving.

De informatie zal worden verzameld in een online bibliotheek met technosignaturen die astrofysici kunnen gebruiken als vergelijkend hulpmiddel bij het verzamelen van gegevens.

"Onze taak is om te zeggen, 'Deze golflengteband is waar je bepaalde soorten verontreinigende stoffen kunt zien, deze golflengteband is waar je zonlicht zou zien weerkaatst door zonnepanelen, "zegt Frank. "Op deze manier weten astronomen die een verre exoplaneet observeren waar en waarnaar ze moeten zoeken als ze op zoek zijn naar technosignaturen."

Het werk is een voortzetting van Franks eerdere onderzoek naar theoretische astrofysica en SETI, inclusief het ontwikkelen van een wiskundig model om te illustreren hoe een technologisch geavanceerde bevolking en haar planeet samen kunnen ontwikkelen of instorten; het classificeren van hypothetische "exo-beschavingen" op basis van hun vermogen om energie te benutten; en een gedachte-experiment met de vraag of een eerdere, de lang uitgestorven technologische beschaving op aarde zou vandaag nog steeds waarneembaar zijn.