1995 upptäckte ett par forskare en planet utanför vårt solsystem som kretsade runt en stjärna av soltyp. Sedan detta fynd – som gav forskarna en del av 2019 års Nobelpris i fysik – har forskning upptäckt mer än 4, 000 exoplaneter, inklusive några jordliknande planeter som kan ha potential att hysa liv.

För att upptäcka om planeter hyser liv, dock, forskare måste först avgöra vilka egenskaper som tyder på att livet är (eller en gång var) närvarande.

Under det senaste decenniet, astronomer har lagt ner stora ansträngningar på att försöka hitta vilka spår av enkla livsformer - kända som "biosignaturer" - som kan finnas någon annanstans i universum. Men vad händer om en främmande planet var värd för intelligent liv som byggde en teknisk civilisation? Kan det finnas "teknosignaturer" som en civilisation i en annan värld skulle skapa som kunde ses från jorden? Och, kan dessa teknosignaturer vara ännu lättare att upptäcka än biosignaturer?

Adam Frank, en professor i fysik och astronomi vid University of Rochester, har fått ett bidrag från NASA som gör det möjligt för honom att börja svara på dessa frågor. Bidraget kommer att finansiera hans studie av teknosignaturer - detekterbara tecken på tidigare eller nuvarande teknologi som används på andra planeter. Detta är det första NASA:s icke-radioteknosignaturbidrag som någonsin tilldelats och representerar en spännande ny riktning för sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). Bidraget kommer att tillåta Frank, tillsammans med medarbetare Jacob-Haqq Misra från den internationella ideella organisationen Blue Marble Space, Manasvi Lingam från Florida Institute of Technology, Avi Loeb från Harvard University, och Jason Wright från Pennsylvania State University, att producera de första bidragen i ett onlineteknosignaturbibliotek.

"SETI har alltid stått inför utmaningen att ta reda på var man ska leta, " säger Frank. "Vilka stjärnor riktar du ditt teleskop mot och letar efter signaler? Nu vet vi var vi ska leta. Vi har tusentals exoplaneter inklusive planeter i den beboeliga zonen där liv kan bildas. Spelet har förändrats."

Sökandets karaktär har också förändrats. En civilisation, av naturen, kommer att behöva hitta ett sätt att producera energi, och, Frank säger, "det finns bara så många former av energi i universum. Aliens är inte magi."

Även om livet kan ta många former, det kommer alltid att baseras på samma fysikaliska och kemiska principer som ligger till grund för universum. Samma koppling gäller för att bygga en civilisation; all teknik som en främmande civilisation använder kommer att vara baserad på fysik och kemi. Det innebär att forskare kan använda det de har lärt sig i jordbundna laboratorier för att vägleda deras tankar om vad som kan ha hänt någon annanstans i universum.

"Min förhoppning är att använda detta bidrag, vi kommer att kvantifiera nya sätt att undersöka tecken på främmande teknologiska civilisationer som liknar eller är mycket mer avancerade som vår egen, säger Loeb, Frank B. Baird, Jr., Professor i naturvetenskap vid Harvard.

Forskarna kommer att börja projektet med att titta på två möjliga teknosignaturer som kan indikera teknisk aktivitet på en annan planet:

• Solpaneler. Stjärnor är en av de mest kraftfulla energigeneratorerna i universum. På jorden, vi utnyttjar energi från vår stjärna, solen, så "att använda solenergi skulle vara en ganska naturlig sak för andra civilisationer att göra, " säger Frank. Om en civilisation använder många solpaneler, ljuset som reflekteras från planeten skulle ha en viss spektral signatur – ett mått på ljusets våglängder som reflekteras eller absorberas – vilket indikerar närvaron av dessa solfångare. Forskarna kommer att fastställa de spektrala signaturerna för storskalig planetarisk solenergiinsamling.
• Föroreningar. "Vi har kommit en lång väg mot att förstå hur vi kan upptäcka liv på andra världar från de gaser som finns i dessa världars atmosfärer, " säger Wright, en professor i astronomi och astrofysik vid Penn State. På jorden, vi kan upptäcka kemikalier i vår atmosfär genom det ljus som kemikalierna absorberar. Några exempel på dessa kemikalier inkluderar metan, syre, och konstgjorda gaser som klorfluorkolväten (CFC) som vi en gång använde som köldmedier. Biosignaturstudier fokuserar på kemikalier som metan, som det enkla livet kommer att producera. Frank och hans kollegor kommer att katalogisera kemikaliernas signaturer, som CFC, som indikerar närvaron av en industriell civilisation.

Informationen kommer att samlas in i ett onlinebibliotek med teknosignaturer som astrofysiker kommer att kunna använda som ett jämförande verktyg när de samlar in data.

"Vår uppgift är att säga, "det här våglängdsbandet är där du kan se vissa typer av föroreningar, detta våglängdsband är där du skulle se solljus reflekteras från solpaneler, " säger Frank. "På detta sätt kommer astronomer som observerar en avlägsen exoplanet att veta var och vad de ska leta efter om de söker efter teknosignaturer."

Arbetet är en fortsättning på Franks tidigare forskning om teoretisk astrofysik och SETI, inklusive utveckling av en matematisk modell för att illustrera hur en tekniskt avancerad befolkning och dess planet kan utvecklas eller kollapsa tillsammans; klassificering av hypotetiska "exo-civilisationer" baserat på deras förmåga att utnyttja energi; och ett tankeexperiment som frågade om en tidigare, sedan länge utdöd teknisk civilisation på jorden skulle fortfarande kunna upptäckas idag.