Under det senaste årtiondet, vi har upptäckt tusentals planeter utanför vårt solsystem och har lärt oss att steniga, tempererade världar är många i vår galax. Nästa steg kommer att innebära att ställa ännu större frågor. Kan några av dessa planeter vara värd för livet? Och i så fall, kommer vi att kunna känna igen livet någon annanstans om vi ser det?

En grupp ledande forskare inom astronomi, biologi och geologi har samlats under NASA:s Nexus for Exoplanet System Science, eller NExSS, att inventera vår kunskap i sökandet efter liv på avlägsna planeter och lägga grunden för att föra de relaterade vetenskaperna framåt.

"Vi går från att teoretisera om livet någon annanstans i vår galax till en robust vetenskap som så småningom kommer att ge oss det svar vi söker på den djupgående frågan:Är vi ensamma?" sa Martin Still, en exoplanetforskare vid NASA:s högkvarter, Washington.

I en uppsättning av fem granskningsartiklar som publicerades förra veckan i den vetenskapliga tidskriften Astrobiologi , NExSS -forskare inventerade de mest lovande tecknen på liv, kallas biosignaturer. Pappersförfattarna inkluderar fyra forskare från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. De övervägde hur man tolkade förekomsten av biosignaturer, ska vi upptäcka dem på avlägsna världar. En viktig fråga är att se till att vetenskapen är tillräckligt stark för att skilja en levande värld från en karg planet som föreställer sig som en.

Bedömningen kommer när en ny generation av rymden och markbaserade teleskop är under utveckling. NASA:s James Webb rymdteleskop kommer att prägla atmosfären i några av de första små, steniga planeter. Det finns planer för andra observatorier - som Giant Magellan Telescope och Extremely Large Telescope, båda i Chile - att bära sofistikerade instrument som kan upptäcka de första biosignaturerna på avlägsna världar.

Genom sitt arbete med NExSS, forskare syftar till att identifiera de instrument som behövs för att upptäcka potentiellt liv för framtida NASA -flaggskeppsuppdrag. Upptäckten av atmosfäriska signaturer på några potentiellt beboeliga planeter kan möjligen komma före 2030, även om avgörandet om planeterna verkligen är beboeliga eller har liv kommer att kräva mer ingående studier.

Eftersom vi inte kommer att kunna besöka avlägsna planeter och samla prover när som helst snart, ljuset som ett teleskop observerar kommer att vara allt vi har i jakten på liv utanför vårt solsystem. Teleskop kan undersöka ljuset som reflekteras från en avlägsen värld för att visa oss vilka typer av gaser i atmosfären och deras "säsongsbetonade" variationer, liksom färger som grönt som kan indikera liv.

Dessa typer av biosignaturer kan alla ses på vår bördiga jord från rymden, men de nya världar vi undersöker kommer att skilja sig avsevärt. Till exempel, många av de lovande planeterna vi har hittat finns runt svalare stjärnor, som avger ljus i det infraröda spektrumet, till skillnad från vår sols höga utsläpp av synligt ljus.

"Hur ser en levande planet ut?" sa Mary Parenteau, en astrobiolog och mikrobiolog vid NASA:s Ames Research Center i Silicon Valley och en medförfattare. "Vi måste vara öppna för möjligheten att liv kan uppstå i många sammanhang i en galax med så många olika världar-kanske med lila färg i stället för de välbekanta gröndominerade livsformerna på jorden, till exempel. Det är därför vi överväger ett brett spektrum av biosignaturer. "

Forskarna hävdar att syre - gasen som produceras av fotosyntetiska organismer på jorden - förblir livets mest lovande biosignatur någon annanstans, men det är inte idiotsäkert. Abiotiska processer på en planet kan också generera syre. Omvänt, en planet som saknar påvisbara syrenivåer kan fortfarande vara vid liv - vilket var exakt fallet med jorden före den globala ackumuleringen av syre i atmosfären.

"På tidig jord, vi skulle inte kunna se syre, trots rikligt liv, "sa Victoria Meadows, en astronom vid University of Washington i Seattle och huvudförfattare till en av tidningarna. "Syre lär oss att se, eller inte ser, en enda biosignatur är otillräckliga bevis för eller emot livet - övergripande sammanhang är viktigt. "

Istället för att mäta en enda egenskap, NExSS -forskarna hävdar att vi borde titta på en rad egenskaper. En planet måste visa sig kunna stödja livet genom sina funktioner, och deras föräldrastjärna.

NExSS -forskarna kommer att skapa en ram som kan kvantifiera hur sannolikt det är att en planet har liv, baserat på alla tillgängliga bevis. Med observation av många planeter, forskare kan börja klassificera de "levande världarna" som visar livets gemensamma egenskaper, kontra de "icke-levande världarna".

"Vi kommer inte att ha ett" ja "eller" nej "svar för att hitta liv någon annanstans, "sa Shawn Domagal-Goldman, en astrobiolog vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och en medförfattare. "Vad vi kommer att ha är ett högt förtroende för att en planet verkar levande av skäl som bara kan förklaras av närvaron av liv."