Det senaste året har varit en spännande tid för dem som är engagerade i jakten på extrasolplaneter och potentiellt beboeliga världar. I augusti 2016, forskare från European Southern Observatory (ESO) bekräftade förekomsten av den närmaste exoplanet till jorden (Proxima b) som ännu upptäckts. Detta följdes några månader senare (februari 2017) med tillkännagivandet av ett system med sju planeter runt TRAPPIST-1.

Upptäckten av dessa och andra extrasolplaneter (och deras potential att vara värd för livet) var ett övergripande tema vid årets genombrottskonferens. Pågår mellan 20 och 21 april, konferensen var värd för Stanford University's Department of Physics och sponsrad av Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Breakthrough Initiatives.

Grundades 2015 av Yuri Milner och hans fru Julia, Genombrottsinitiativ skapades för att uppmuntra utforskning av andra stjärnsystem och sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). Förutom att förbereda det som mycket väl kan vara det första uppdraget till ett annat stjärnsystem (Breakthrough Starshot), de utvecklar också det som kommer att bli världens mest avancerade sökning efter utomjordiska civilisationer (Breakthrough Listen).

Konferensens första dag innehöll presentationer som behandlade de senaste exoplanetfynden kring M-typ (aka. Röd dvärg) stjärnor och vilka möjliga strategier som kommer att användas för att studera dem. Förutom att ta itu med den uppsjö av markplaneter som har upptäckts kring dessa typer av stjärnor under de senaste åren, presentationerna fokuserade också på hur och när livet kan bekräftas på dessa planeter.

En sådan presentation fick titeln "SETI Observations of Proxima b and Nearby Stars", som var värd för Dr Svetlana Berdyugina. Förutom att vara professor i astrofysik vid University of Freiburg och medlem av Kiepenheuer Institute for Solar Physics, Dr Berdyugina är också en av grundarna av Planets Foundation - ett internationellt team av professorer, astrofysiker, ingenjörer, entreprenörer och forskare som ägnar sig åt utvecklingen av avancerade teleskop.

Som hon indikerade under presentationen, samma instrument och metoder som används för att studera och karakterisera avlägsna stjärnor skulle kunna användas för att bekräfta förekomsten av kontinenter och vegetation på ytan av avlägsna exoplaneter. Nyckeln här - som demonstrerats av årtionden av jordobservation - är att observera det reflekterade ljuset (eller "ljuskurvan") som kommer från deras ytor.

Mätningar av en stjärnas ljuskurva används för att bestämma vilken typ av klass en stjärna är och vilka processer som arbetar inom den. Ljuskurvor används också rutinmässigt för att urskilja förekomsten av planeter runt stjärnor - aka. transiteringsmetoden, där en planet som transiterar framför en stjärna orsakar ett mätbart dopp i dess ljusstyrka - liksom att bestämma planet och omloppsperiod på planeten.

När den används för planetarisk astronomi, mätning av ljuskurvan för världar som Proxima b kunde inte bara tillåta astronomer att kunna se skillnaden mellan landmassor och hav, men också att urskilja förekomsten av meteorologiska fenomen. Dessa skulle inkludera moln, periodiska variationer i albedo (dvs. säsongsförändring), och till och med närvaron av fotosyntetiska livsformer (alias växter).

Till exempel, och illustreras av diagrammet ovan, grön vegetation absorberar nästan allt rött, gröna och blå (RGB) delar av spektrumet, men reflekterar infrarött ljus. Denna typ av process har använts i årtionden av jordobservationssatelliter för att spåra meteorologiska fenomen, mäta omfattningen av skogar och vegetation, följa utvidgningen av befolkningscentra, och övervaka ökningen av öknar.

Dessutom, närvaron av biopigment orsakade av klorofyll innebär att det reflekterade RGB-ljuset skulle vara mycket polariserat medan UR-ljuset skulle vara svagt polariserat. Detta gör att astronomer kan se skillnaden mellan vegetation och något som helt enkelt är grönt. För att samla in denna information, sade hon, kommer att kräva arbete med off-axel teleskop som är både stora och högkontrast.

Dessa förväntas inkludera Colossus Telescope, ett projekt för ett massivt teleskop som står i spetsen för Planets Foundation - och som Dr. Berdyugina är projektledare för. När den är klar, Colossus kommer att vara det största optiska och infraröda teleskopet i världen, för att inte tala om det största teleskop som är optimerat för att upptäcka extrasolärt liv och utomjordiska civilisationer.

Den består av 58 oberoende 8-meters teleskop utanför axeln, som effektivt slår samman deras teleskopinterferometri för att erbjuda en effektiv upplösning på 74 meter. Bortom Colossus, Planets Foundation är också ansvarig för ExoLife Finder (ELF). Detta 40-m teleskop använder många av samma teknik som kommer att gå in i Colossus, och förväntas bli det första teleskopet för att skapa ytkartor över närliggande exoplaneter.

Och sedan finns det polariserade ljuset från atmosfärer i närliggande utomjordiska planeter (PLANETS) teleskop, som för närvarande byggs i Haleakala, Hawaii (förväntas vara klart i januari 2018). Även här, detta teleskop är en teknikdemonstrator för vad som så småningom kommer att göra för att göra Koloss till verklighet.

Utöver Planets Foundation, andra nästa generations teleskop förväntas också genomföra högkvalitativa spektroskopiska studier av avlägsna exoplaneter. Den mest kända av dessa är utan tvekan NASA:s James Webb -teleskop, som planeras lanseras nästa år.