Sökandet efter utomjordiskt liv är utan tvekan det mest djupgående vetenskapliga företaget i vår tid. Om främmande biologi finns på en annan värld som kretsar kring en annan stjärna, vi kommer äntligen att veta att livet är möjligt bortom vårt solsystem.

Att söka efter tips om främmande biologi på avlägsna världar är dock inte lätt. Men ett team av astronomer utvecklar en ny teknik för nästa generations kraftfulla teleskop, tillåter dem att exakt mäta kemikalierna i exoplanetatmosfärer. Hoppet, självklart, är att hitta bevis på utomjordiskt liv.

Denna djupgående sökning kastades nyligen i rampljuset genom upptäckten av sju små främmande världar som kretsar runt de små, röd dvärgstjärna TRAPPIST-1. Tre av dessa exoplaneter kretsar inom stjärnans så kallade "beboeliga zon". Det är regionen som omger alla stjärnor där det inte är för varmt och inte för kallt för att flytande vatten ska existera på en planetkropp.

På jorden, där det finns flytande vatten finns det liv, så om någon av TRAPPIST-1:s beboeliga världar har vatten, de kan ha liv, för.

TRAPPIST-1:s livgivande potential förblir ren spekulation, dock. Även om detta fascinerande stjärnsystem finns i vår galaktiska bakgård, vi har ingen aning om det finns vatten i någon av dessa världars atmosfär. Faktiskt, vi vet inte ens om de har atmosfärer! Allt vi vet är hur lång tid det tar att exoplaneterna kretsar kring stjärnan och deras fysiska storlek.

"Den första upptäckten av biosignaturer på andra världar kan vara en av de viktigaste vetenskapliga upptäckterna i vår livstid, "säger Garreth Ruane, en astronom vid California Institute of Technology (Caltech). "Det kommer att vara ett viktigt steg mot att besvara en av mänskliga slags största frågor:" Är vi ensamma? "

Ruane arbetar på Caltechs Exoplanet Technology Laboratory, eller ET Lab, som utvecklar nya strategier för att söka efter exoplanetära biosignaturer, såsom syremolekyler och metan. Vanligtvis, molekyler som dessa är mycket reaktiva med andra kemikalier, vilket betyder att de snabbt bryts ner i planetariska atmosfärer. Så, om astronomer upptäcker det spektroskopiska "fingeravtrycket" av metan i en exoplanets atmosfär, det kan betyda att främmande biologiska processer producerar sakerna.

Tyvärr, vi kan inte bara ta världens mäktigaste teleskop och rikta det mot TRAPPIST-1 för att se om planeternas atmosfär innehåller metan.

"För att detektera molekyler i exoplanets atmosfär, astronomer måste kunna analysera ljus från planeten utan att bli helt överväldigade av ljus från den närliggande stjärnan, "Säger Ruane.

Lyckligtvis, röda dvärg (eller M-dvärg) stjärnor som Trappist-1 är svala och svaga, så bländningsproblemet är mindre akut. Och eftersom dessa stjärnor är den vanligaste typen av stjärnor i vår galax, röda dvärgar är där astronomer först letar efter att göra den historiska upptäckten.

Astronomer använder ett instrument som kallas "coronagraph" för att isolera det reflekterade stjärnljuset som studsar från en närliggande exoplanet. När coronagraph -nollan kom in på en exoplanets svaga ljus, en lågupplöst spektrometer analyserar sedan de kemiska "fingeravtryck" i den världen. Tyvärr, denna teknik är begränsad till att bara studera de största exoplaneterna som kretsar långt från sina stjärnor.

ET Labs nya teknik använder en koronagraf, optiska fibrer och en högupplöst spektrometer, alla arbetar tillsammans för att ta bort en stjärnas bländning samtidigt som de fångar ett extremt detaljerat kemiskt fingeravtryck av alla världar i omloppsbana. Denna teknik är känd som "high-dispersion coronagraphy" (HDC), och det kan revolutionera vår förståelse av mångfalden av exoplanetära atmosfärer. Papper som beskriver metoden kommer snart att publiceras i The Astrophysical Journal och The Astronomical Journal.

"Det som gör HDC -metoden så kraftfull är att planetens spektrala signatur kan plockas ut, även när den fortfarande är begravd i stjärnans bländning efter koronagrafen, "Ruane berättar för HowStuffWorks." Detta möjliggör detektering av molekyler i atmosfären av planeter som är extremt svåra att avbilda.

"Tricket är att dela upp ljuset i många färger och skapa vad astronomer kallar ett högupplöst spektrum, vilket hjälper till att skilja planetens signatur från det som kvarstår av stjärnljus. "

Allt som behövs nu är ett kraftfullt teleskop att fästa systemet på.

I slutet av 2020 -talet, trettio meter teleskopet kommer att bli världens största markbaserade optiska teleskop och, när den används tillsammans med HDC, astronomer kommer snart att kunna studera atmosfären i potentiellt beboeliga världar som kretsar runt röda dvärgar.

"Detekteringen av syre och metan i atmosfären på planeter av jordstorlek som kretsar kring M -dvärgar som liknar Proxima Centauri b med TMT kommer att bli extremt spännande, "säger Ruane." Vi har fortfarande mycket kvar att lära oss om de planeternas möjliga beboelse, men det skulle kanske tyda på att det kan finnas planeter som liknar jorden som kretsar kring våra närmaste stjärngrannar. "

Uppskattningsvis 58 miljarder röda dvärgstjärnor lever i vår galax, och det är känt att de flesta kommer att vara värd för planeter, så när trettio meter teleskopet går online, astronomer kan vara på väg att hitta det mycket eftertraktade biosignaturens fingeravtryck.

2016, astronomer upptäckte en exoplanet i jord som kretsar närmast M-dvärg till jorden, Proxima Centauri. Proxima b kretsar också inom sin stjärnas beboeliga zon, gör det till ett utmärkt mål för jakten på främmande liv och, på ett avstånd av drygt fyra ljusår, Det är också en spännande interstellär destination för människor att eventuellt besöka i framtiden.