År 1995 upptäckte ett par forskare en planet utanför vårt solsystem som kretsar kring en stjärna av soltyp. Sedan detta fynd – som gav forskarna en del av 2019 års Nobelpris i fysik – har forskarna upptäckt mer än 4 000 exoplaneter, inklusive några jordliknande planeter som kan ha potential att hysa liv.
För att kunna upptäcka om planeterna hyser liv måste forskarna dock först fastställa vilka kännetecken som tyder på att liv finns (eller en gång har funnits).
Under det senaste decenniet har astronomer lagt ner stor möda på att försöka hitta vilka spår av enkla former av liv – så kallade biosignaturer – som kan finnas på andra platser i universum. Men vad händer om en främmande planet hyser intelligent liv som byggt upp en teknisk civilisation? Skulle det kunna finnas ”teknosignaturer” som en civilisation på en annan värld skulle skapa och som skulle kunna ses från jorden? Och skulle dessa teknosignaturer kunna vara ännu lättare att upptäcka än biosignaturer?
Adam Frank, professor i fysik och astronomi vid University of Rochester, har fått ett bidrag från NASA som gör det möjligt för honom att börja besvara dessa frågor. Bidraget kommer att finansiera hans studie av teknosignaturer – detekterbara tecken på tidigare eller nuvarande teknik som används på andra planeter. Detta är det första bidrag till teknosignaturer som NASA någonsin har beviljat, och det utgör en spännande ny inriktning för sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). Bidraget kommer att göra det möjligt för Frank, tillsammans med 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 ta fram de första posterna i ett online-bibliotek med teknosignaturer.
”SETI har alltid stått inför utmaningen att ta reda på var man ska leta”, säger Frank. ”Vilka stjärnor ska man rikta teleskopet mot för att leta 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 måste av naturliga skäl hitta ett sätt att producera energi, och, säger Frank, ”det finns bara så många former av energi i universum. Utomjordingar är inte magiska.”
Och även om livet kan ta många olika former kommer det alltid att baseras på samma fysiska och kemiska principer som ligger till grund för universum. Samma samband gäller för byggandet av en civilisation; all teknik som en utomjordisk civilisation använder kommer att baseras på fysik och kemi. Det innebär att forskarna kan använda vad de har lärt sig i laboratorier på jorden för att vägleda sina tankar om vad som kan ha hänt någon annanstans i universum.
”Min förhoppning är att vi med hjälp av det här anslaget kommer att kvantifiera nya sätt att sondera tecken på utomjordiska teknologiska civilisationer som liknar eller är mycket mer avancerade än vår egen”, säger Loeb, som är Frank B. Baird, Jr, Professor of Science vid Harvard.
Forskarna kommer att börja projektet med att undersöka två möjliga teknosignaturer som kan tyda på teknisk aktivitet på en annan planet:
- Solpaneler. Stjärnor är en av de mest kraftfulla energigeneratorerna i universum. På jorden utnyttjar vi 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 skulle det ljus som reflekteras från planeten ha en viss spektral signatur – en mätning av de våglängder av ljuset som reflekteras eller absorberas – vilket indikerar förekomsten av dessa solfångare. Forskarna kommer att fastställa de spektrala signaturerna för storskalig planetarisk solenergisamling.
- Föroreningar. ”Vi har kommit långt när det gäller att förstå hur vi kan upptäcka liv på andra världar utifrån de gaser som finns i dessa världars atmosfärer”, säger Wright, professor i astronomi och astrofysik vid Penn State. På jorden kan vi upptäcka kemikalier i vår atmosfär genom det ljus som kemikalierna absorberar. Några exempel på dessa kemikalier är metan, syre och konstgjorda gaser som t.ex. klorfluorkarbonerna (CFC) som vi en gång använde som kylmedel. Studier av biosignaturer fokuserar på kemikalier som metan, som enkelt liv producerar. Frank och hans kollegor kommer att katalogisera signaturer av kemikalier, som CFC, som indikerar närvaron av en industriell civilisation.
Informationen kommer att samlas i ett online-bibliotek av teknosignaturer som astrofysiker kommer att kunna använda som ett jämförande verktyg när de samlar in data.
”Vårt jobb är att säga: ”I det här våglängdsbandet kan du se vissa typer av föroreningar, i det här våglängdsbandet kan du se solljuset reflekteras av solpaneler”, säger Frank. ”På så sätt vet astronomer som observerar en avlägsen exoplanet 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, bland annat genom att utveckla en matematisk modell för att illustrera hur en teknologiskt avancerad befolkning och dess planet skulle kunna utvecklas eller kollapsa tillsammans, klassificera hypotetiska ”exo-civilisationer” utifrån deras förmåga att utnyttja energi och ett tankeexperiment där man frågar sig om en tidigare, sedan länge utdöd, teknologisk civilisation på jorden fortfarande skulle kunna upptäckas idag.
Tillhandahålls av University of Rochester