Huruvida det finns liv någon annanstans i universum är en fråga som människor har funderat på i årtusenden; och under de senaste decennierna, stora framsteg har gjorts i vårt sökande efter tecken på liv utanför vårt solsystem.

NASA-uppdrag som rymdteleskopet Kepler har hjälpt oss att dokumentera tusentals exoplaneter – planeter som kretsar runt andra stjärnor. Och nuvarande NASA-uppdrag som Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) förväntas avsevärt öka det nuvarande antalet kända exoplaneter. Det förväntas att dussintals kommer att vara jordstora stenplaneter som kretsar runt i sina stjärnors beboeliga zoner, på avstånd där vatten kan finnas som en vätska på deras ytor. Det här är lovande platser att leta efter livet.

Detta kommer att åstadkommas genom uppdrag som det snart lanserade rymdteleskopet James Webb, som kommer att komplettera och utöka upptäckterna av rymdteleskopet Hubble genom att observera vid infraröda våglängder. Den förväntas lanseras 2021, och kommer att tillåta forskare att avgöra om steniga exoplaneter har syre i sina atmosfärer. Syre i jordens atmosfär beror på fotosyntes av mikrober och växter. I den mån exoplaneter liknar jorden, syre i deras atmosfärer kan också vara ett tecken på liv.

Inte alla exoplaneter kommer att vara jordlika, fastän. Vissa kommer att vara, men andra kommer att skilja sig från jorden tillräckligt mycket för att syre inte nödvändigtvis kommer från livet. Så med alla dessa nuvarande och framtida exoplaneter att studera, hur begränsar forskare fältet till de för vilka syre är mest tecken på liv?

För att svara på denna fråga, ett tvärvetenskapligt team av forskare, leds av Arizona State University (ASU), har tillhandahållit en ram, kallas ett "detekterbarhetsindex" som kan hjälpa till att prioritera exoplaneter som kräver ytterligare studier. Detaljerna för detta index har nyligen publicerats i Astrofysisk tidskrift från American Astronomical Society.

"Målet med indexet är att ge forskare ett verktyg för att välja de allra bästa målen för observation och för att maximera chanserna att upptäcka liv, " säger huvudförfattaren Donald Glaser från ASU:s School of Molecular Sciences.

Syredetekterbarhetsindexet för en planet som jorden är högt, vilket betyder att syre i jordens atmosfär definitivt beror på liv och inget annat. Att se syre betyder liv. En överraskande upptäckt av teamet är att detekterbarhetsindexet sjunker för exoplaneter som inte är alltför olika från jorden.

Även om jordens yta till stor del är täckt av vatten, Jordens hav är bara en liten andel (0,025%) av jordens massa. Som jämförelse, månar i det yttre solsystemet är typiskt nära 50 % vattenis.

"Det är lätt att föreställa sig att i ett annat solsystem som vårt, en jordliknande planet kan bara vara 0,2 % vatten, " säger medförfattaren Steven Desch från ASU:s School of Earth and Space Exploration. "Och det skulle räcka för att ändra detekterbarhetsindexet. Syre skulle inte vara ett tecken på liv på sådana planeter, även om det observerades. Det beror på att en jordliknande planet som var 0,2 % vatten - ungefär åtta gånger vad jorden har - inte skulle ha några exponerade kontinenter eller land."

Utan land, regn skulle inte klara sten och frigöra viktiga näringsämnen som fosfor. Fotosyntetiskt liv kunde inte producera syre i hastigheter jämförbara med andra icke-biologiska källor.

"Detekterbarhetsindexet säger oss att det inte räcker att observera syre i en exoplanets atmosfär. Vi måste också observera hav och land, ", säger Desch. "Det förändrar hur vi närmar oss sökandet efter liv på exoplaneter. Det hjälper oss att tolka observationer vi har gjort av exoplaneter. Det hjälper oss att välja de bästa exoplaneterna att leta efter liv på. Och det hjälper oss att designa nästa generations rymdteleskop så att vi får all information vi behöver för att göra en positiv identifiering av livet."

Forskare från olika områden samlades för att skapa detta index. Bildandet av laget underlättades av NASA:s Nexus for Exoplanetary System Science (NExSS) program, som finansierar tvärvetenskaplig forskning för att utveckla strategier för att leta efter liv på exoplaneter. Deras discipliner inkluderar teoretisk och observationsastrofysik, geofysik, geokemi, astrobiologi, oceanografi, och ekologi.

"Den här typen av forskning behöver olika team, vi kan inte göra det som individuella forskare", säger medförfattaren Hilairy Hartnett som har gemensamma utnämningar vid ASU:s School of Earth and Space Exploration och School of Molecular Sciences.

Förutom huvudförfattaren Glaser och medförfattarna Harnett och Desch, teamet inkluderar medförfattarna Cayman Unterborn, Ariel Anbar, Steffen Buessecker, Theresa Fisher, Steven Glaser, Susanne Neuer, Camerian Millsaps, Joseph O'Rourke, Sara Imari Walker, och Mikhail Zolotov som tillsammans representerar ASU:s School of Molecular Sciences, Skolan för jord- och rymdutforskning, och School of Life Sciences. Ytterligare forskare i laget inkluderar forskare från University of California Riverside, Johns Hopkins University och University of Porto (Portugal).

Det är detta teams förhoppning att detta ramverk för spårbarhetsindex kommer att användas i sökandet efter liv.

"Detekteringen av liv på en planet utanför vårt solsystem skulle förändra hela vår förståelse av vår plats i universum, " säger Glaser. "NASA är djupt investerat i att söka efter liv, och det är vår förhoppning att detta arbete kommer att användas för att maximera chansen att upptäcka liv när vi letar efter det."