En drøm om å oppdage fremmedliv finner nytt håp

En av de mange gangene Lisa KalteneggerDrømmen rykket litt nærmere virkeligheten var en kald aprilmorgen for et tiår siden på en astronomikonferanse. Hun holdt på det hun husker var en forferdelig, bare forferdelig kopp kaffe, ikke fordi hun skulle drikke mer av den, men fordi hun hadde stått i kø og det var varmt i hendene hennes. Så svingte Bill Borucki i hennes retning.

Hun gjorde seg klar til å si til ham om å unngå kaffen. Men Borucki, leder av NASAs Kepler-oppdrag, et romteleskop designet for å jakte på planeter som kretser rundt andre stjerner (eller "exoplaneter"), hadde noe annet å diskutere. Kepler hadde skimtet de to første eksoplanetene på jordstørrelse med en anstendig sjanse for å ha flytende vann på overflaten. Dette var den typen merkelige nye verdener som alle på konferansen – og muligens de fleste av menneskeheten – hadde forestilt seg minst én gang. Ville Kaltenegger bekrefte at planetene kan være beboelige?

Kaltenegger, på den tiden astrofysiker ved Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland, begynte å kjøre nye klimamodeller før konferansen var over, med grunnleggende fakta som planetenes diameter og den lunkne gløden til stjernen deres. Hennes endelige svar: et kvalifisert ja. Planetene kan være egnet for liv, eller i det minste for flytende vann; de kan til og med være vannverdener, innkapslet i endeløse hav uten at et eneste steinete utspring stikker over bølgene. Forbeholdet var at hun ville trenge mer avanserte observasjoner for å være sikker.

Kaltenegger har siden blitt kanskje verdens ledende datamodeller av potensielt beboelige verdener. I 2019, da et annet eksoplanetjaktende NASA-romfartøy kalt TESS fant sitt eget første steinete, tempererte verdener, ble hun oppfordret igjen til å spille rollen som kosmisk hjemmeinspektør. Senest nådde den Belgia-baserte SPECULOOS-undersøkelsen ut for hennes forståelse en nyfunnet planet i jordstørrelse kalt SPECULOOS-2c som er usikkert nær stjernen. Hun og kollegene fullførte en analyse, lastet opp som et fortrykk i september, og viste at vannet til SPECULOOS-2c kan være i ferd med å dampe bort som badstudamp, slik ethvert hav på Venus gjorde for lenge siden, og som jordens egne hav vil begynne å gjøre om en halv milliard år. Teleskopobservasjoner bør kunne fortelle i løpet av få år om det skjer, noe som vil bidra til å avsløre vår egen planets fremtid og ytterligere avgrense knivens skille mellom fiendtlige og beboelige verdener over hele galaksen.

Ved å simulere ersatz-jordene og mer spekulative visjoner om levende planeter, utnytter Kaltenegger det bisarre livet og geologien som finnes på jorden for å utvikle et mer systematisk sett med forventninger om hva som kan være mulig andre steder. "Jeg prøver å gjøre det grunnleggende," fortalte hun meg under et nylig besøk på Cornell University, hvor hun leder et institutt oppkalt etter Carl Sagan, en annen karismatisk Ithaca-basert astronom med store ideer om å få slutt på menneskehetens ensomme opphold i kosmos.

Hennes overordnede søken - jakten på fremmedliv - går inn i en enestående fase. Bortsett fra at noe sånt som en utenomjordisk radiosending kommer fra det blå, tror de fleste astronomer at vår beste sjanse på kort sikt for å møte annet liv i kosmos er å oppdage biosignaturgasser - gasser som bare kunne ha kommet fra liv - flyter i eksoplanets atmosfærer. Den typen fjernmåling som er nødvendig for å gjøre den typen deteksjon har anstrengt mulighetene til selv menneskehetens mest avanserte observatorier. Men med James Webb Space Telescope (JWST) nå i sine første måneder med observasjoner, har en slik oppdagelse blitt mulig.

I løpet av de neste årene vil det enorme romteleskopet granske en håndfull steinete verdener som anses som mest sannsynlig å være beboelige, sannsynligvis inkludert den nye SPECULOOS-2c. Som et minimum bør JWSTs studier avgjøre om disse planetene har atmosfærer; de kan også vise at noen drypper med flytende vann. Mest optimistisk - hvis biosfærer blomstrer lett fra jordlignende verdener - kan teleskopet oppdage merkelige forhold mellom for eksempel karbondioksid, oksygen og metan på en av disse planetene. Astronomer kan da bli sårt fristet til å tilskrive sammenblandingen tilstedeværelsen av et utenomjordisk økosystem.

Å finne biosignaturer vil kreve Kaltenegger og en liten gruppe av hennes jevnaldrende for å presse sikkerhet fra svært få fotoner. Ikke bare vil de atmosfæriske signalene de leter etter være svake, men hun og hennes kolleger må modellere en planets mulige samspill av stjernelys, stein og luft nøyaktig nok til å være sikker på at ingenting annet enn liv kan forklare tilstedeværelsen av en bestemt atmosfærisk gass. Enhver slik analyse må navigere mellom en Scylla og Charybdis, og unngå både falske negativer - livet var der, men du gikk glipp av det - og falske positiver som finner liv der det ikke er noe.

Å ta feil får konsekvenser. I motsetning til de fleste vitenskapelige bestrebelser, skjer søket etter tegn på utenomjordisk liv under et uunngåelig søkelys, og i et turboladet informasjonsøkosystem der enhver vitenskapsmann roper "Livet!" fordreier strukturen av finansiering, oppmerksomhet og offentlig tillit. Kaltenegger selv hadde nylig en plass på første rad til nettopp en slik episode.

Hennes generasjon står overfor et annet press, et som jeg hadde tenkt å posere delikat, men endte opp med å slenge ut bare en time etter å ha møtt henne. Hun og kollegene begynte sine karrierer i begynnelsen av eksoplanetenes tid. Nå er de i et kappløp for å oppdage livet på en før de dør.

Planetariske drømmere

Det moderne søket etter biosignaturer begynte nesten umiddelbart etter oppdagelsen i 1995 av den første eksoplaneten - en gassgigant - som kretset rundt en sollignende stjerne. Planetjakt ble snart hektisk og konkurransedyktig, et kappløp om overskrifter. Noen seniorastronomer tvilte på at det prangende, ressurskrevende underfeltet kunne levere mye mer enn engangsmålinger av noen få unike planeter. "Folk var åpenlyst skeptiske, og noen mennesker var sinte mot det," sa Sarah Seager, en eksoplanetastronom ved Massachusetts Institute of Technology. I mellomtiden begynte enklaver av likesinnede forskere å samles på workshops for å utforske en åpen himmel med nye spørsmål. "Vi sa aldri nei til noen idé," sa Seager, som var hovedfagsstudent på den tiden.

Kaltenegger var førsteårsstudent på universitetet da nyhetene om de første gigantiske eksoplanetene falt. Hun hadde vokst opp i en liten by i Østerrike, med foreldre som støttet hennes interesser i matematikk, fysikk og språk; Bybibliotekarene kjente henne så godt at de ville gi henne de nye bøkene de ennå ikke hadde kategorisert. "Alt var mulig," sa hun om oppveksten. Ved universitetet i Graz ble hun tiltrukket av den nye søken etter nye verdener. Seager, som møtte Kaltenegger på et sommerskoleprogram i 1997, roser nå den bemerkelsesverdige frimodigheten som førte til at en studenter ble med på et underfelt som fortsatt var så utkant og flyktig. "Å kunne være der i begynnelsen - det var ikke bare en tilfeldighet," sa Seager. Ved slutten av Kalteneggers bachelorstudier hadde hun lokket til seg finansiering fra EU og invitert seg selv til et åpent sted ved et observatorium på Tenerife på Kanariøyene. Der tilbrakte hun lange, kaffefylte netter på å jakte på eksoplaneter, lytte til en postdocs Dire Straits-album på loop før hun snublet utenfor for å se solen stige opp over et lavastrødt landskap.

I mellomtiden var romfartsorganisasjonene i gang med handlingen. I 1996 offentliggjorde en NASA-administrator, Dan Goldin, en plan som effektivt ville ha spurt rett fra oppdagelsen av de første gassgigantiske eksoplanetene helt til endesonen. Planen hans ba om massive rombaserte observatorier, kalt Terrestrial Planet Finders, som kunne ta detaljerte spektroskopiske målinger av fremmede jorder, bryte lyset deres inn i komponentfargene for å forstå deres kjemiske sammensetning.

Enda bedre, Goldin ønsket faktiske bilder av planeter. I 1990 hadde NASAs Voyager-sonde, på oppdrag fra Sagan, tatt et bilde av hjemmet utenfor Neptuns bane, og reduserte hele vår levende, pustende, skjøre verden til en lyseblå prikk hengt opp i et tomrom. Hva om vi kunne se en annen lyseblå prikk der ute som blinker i det svarte?

Den europeiske romfartsorganisasjonen har utviklet sin egen versjon av et tvillingspeider-oppdrag, kalt Darwin. Kaltenegger, da 24, søkte om å jobbe med det og fikk jobben. "Jeg spurte meg selv: Hvis du lever i en tid hvor du kan finne ut om vi er alene i universet, og om jeg kan hjelpe?" sa hun til Cornell, med et turkis smykkekjede som symboliserte en lyseblå prikk og balanserte en tekopp på kneet. "Når jeg ser tilbake på livet mitt, er det sannsynligvis det jeg ønsker å ha gjort." Hun fikk i oppgave å vurdere oppdragets designavveininger og utarbeide listen over stjerner som Darwins flåte av teleskoper skulle skanne etter planeter; parallelt tok hun doktorgraden.

Men på 2000-tallet smuldret visjoner av store romvesenjaktende teleskoper på begge sider av Atlanterhavet. Darwin-studier gikk i stykker i 2007. En årsak var JWSTs egen sviktende utviklingsplan, som spiste opp budsjetter og oppmerksomhetsspenn. En annen var vitenskapelig tvil: På den tiden hadde astronomene ingen anelse om hvilken brøkdel av Melkeveiens stjerner som har steinplaneter med mulighet for et stabilt, temperert klima.

Denne brøkdelen skulle vise seg å være omtrent én av fem, som avslørt av Kepler-romteleskopet, som ble skutt opp i 2009 og fortsatte med å oppdage tusenvis av eksoplaneter. Et Terrestrial Planet Finder-oppdrag, skulle man gjenoppstå, ville ha mange steder å peke på.

Siden Keplers lansering har imidlertid pragmatiske kompromisser ført til at astrobiologer drømmer mindre, og har ledet ressursene deres ned på en ydmykere vei. Et observatorium som Darwin kunne ha plukket ut signalet til en steinete planet ved siden av en mye lysere stjerne - en utfordring som ofte sammenlignes med å ta et bilde av en ildflue mens den flyr rundt et søkelys. Men nå er det en annen, billigere måte.

Seager og Harvard-astronomen Dimitar Sasselov drømte opp den alternative metoden i 2000 — en måte å snuse inn i en eksoplanets atmosfære selv om lys fra planeten og dens stjerne blandes sammen. Først leter teleskoper etter planeter som "transiterer", som krysser foran stjernen deres sett fra jordens perspektiv, noe som forårsaker en liten reduksjon i stjernelyset. Disse transittene er rike på informasjon. Under en transitt, spirer en stjernes spektrum nye støt og vrikker, fordi noe av stjernelyset skinner gjennom atmosfæreringen rundt planeten og molekyler i atmosfæren absorberer lys med spesifikke frekvenser. Kunstig analyse av spektralbevegelsene avslører kjemien i høye høyder som er ansvarlig. Hubble-romteleskopet begynte å teste denne teknikken i 2002, finne natriumdamp rundt en fjern gassgigantisk planet; sammen med andre teleskoper har den siden gjentatt trikset på dusinvis av mål.

Nå trengte universet bare å hoste opp noen passende jordlignende verdener å se på.

Eksoplanetundersøkelser så ut til å møte mange overkokte Jupitere og underdimensjonerte Neptuner rundt andre stjerner, men steinete planeter med potensial for flytende vann forble knappe frem til Kepler-tiden. På midten av 2010-tallet hadde Kepler vist at verdener på størrelse med jord er vanlige; den oppdaget til og med noen potensielt beboelige som passerte foran stjernene deres, som paret Kaltenegger modellerte for Borucki. Likevel var de spesifikke eksemplene Kepler dukket opp for langt unna for god oppfølgingsstudie. I mellomtiden fant astronomer i 2016 at den nærmeste stjernen til jorden, Proxima Centauri, har en potensielt beboelig planet på størrelse med jorden. Men den planeten passerer ikke stjernen sin.

I 2009 la Kaltenegger, da ved Harvard og forme feltet i sin egen rett, og en samarbeidspartner, Wesley Traub, enda en kvalifisering. De tenkte på hva som skulle til for en fremmed sivilisasjon oppdage biosignaturgasser på jorden — en planet med et relativt tett teppe av atmosfære, som passerer en lyssterk stjerne. De innså at et teleskop som JWST bare ville se små signaler fra atmosfæriske gasser under hver transitt, så for å oppnå statistisk sikkerhet, måtte astronomer observere dusinvis eller til og med hundrevis av transitter, noe som ville ta år. På bakgrunn av denne innsikten begynte astronomer å søke jorda i nære baner rundt svakere, kaldere røde dvergstjerner, der atmosfæriske signaler vil bli mindre overdøvet av stjernelys og transitter gjentas oftere.

Kosmos kom gjennom. I 2017 kunngjorde astronomer oppdagelsen av syv steinete planeter rundt en rød dvergstjerne kalt TRAPPIST-1. Så i september dukket SPECULOOS-2-systemet opp som en sikkerhetskopi. Disse stjernene er nærme. De er svake og røde. De har hver flere steinete planeter som passerer. Og fra og med sommeren er JWST oppe og går enda bedre enn forventet. Den vil bruke en betydelig brøkdel av de neste fem årene på å stirre hardt på disse rotete klodene av stein og kjemikalier som snurrer rundt deres merkelige stjerner. For teoretikere som Kaltenegger som gikk fra å dagdrømme om alternative jorder til å spå ut spådommer om deres atmosfæriske kjemi, har tiår med forventning gitt plass til en langsom inntoning av snirklete spektre på dataskjermer.

Glødende Alien Lady

I over to år var Kalteneggers kontor – det samme som Sagan pleide å jobbe på – frosset i tid. Først kom pandemien, så et sabbatsår. I august var hun tilbake, og gikk videre på tavlen med en tusj i hånden, og gjennomgikk en liste over ideer som ikke ville se malplassert ut i forfatterrommet til en Star Trek serie. (Gaia og SETI. Mørke hav. Ozon. Land. Grunne hav. Jern?) "Dette er den morsomme delen," sa hun og slo gjennom emnene i artikler hun allerede har publisert.

Kaltenegger ble grunnlegger av Carl Sagan Institute i 2015 etter stints ved Harvard, deretter i Heidelberg, hvor hun drev sitt første laboratorium. En dag under hennes tid i Heidelberg kom det inn en e-post fra Jonathan Lunine, lederen for astronomiavdelingen hos Cornell, og spurte om hun ønsket å snakke om viktige muligheter. «Jeg går, herregud, det er en «kvinne i vitenskap»-arrangement. På et visst tidspunkt får du for mange av disse invitasjonene.» Lunine var i stedet ute etter å ansette en ny professor. Kaltenegger svarte at hun heller ville jobbe ved et tverrfaglig, astrobiologifokusert institutt. Så lede en her, foreslo han.

En nylig morgen satt vi i en hage på campus ikke langt fra instituttet, flankert av rhododendron. Mens flekkete sollys filtrert ned, hoppet en liten fugl opp i en trestamme, en sikade surret, og dronen til en gressklipper beveget seg nærmere, så lenger unna. Dette var åpenbart en bebodd verden.

Kalteneggers aksjehandel er fantasi: både den typen astronomer stoler på når de planlegger et romteleskop på 10 milliarder dollar som JWST, og den mer poetiske typen som vekker publikum. Så hvordan så denne scenen ut for henne?

Hun så opp. Trærne hadde grønne blader, det samme har de fleste kjente organismer som utfører fotosyntese. De hadde utviklet seg til å dra nytte av vår gule sol og dens rikelig stråling av synlig lys, ved å bruke pigmenter som snapper opp blå og røde fotoner mens de lar grønne bølgelengder sprette vekk. Men planter rundt kaldere stjerner, lysere etter lys, kan få mørkere fargetoner. "I tankene mine, hvis jeg vil, forvandles det bare fullstendig med oss ​​i hagen, mens vi sitter under en rød sol," sa hun. "Alt er lilla rundt deg, bak deg," inkludert bladene.

Uncanny-dal-versjoner av Jorden har vært tungt omtalt i Kalteneggers tenkning i to tiår, på grunn av en nagende tvil hun utviklet under arbeidet med Darwin-oppdraget på begynnelsen av 2000-tallet.

Målet den gangen var å sammenligne spektre fra steinete, tempererte planeter med hvordan jordens spektrum ville se ut fra langt unna, og søke iøynefallende signaler som et overskudd av oksygen på grunn av utbredt fotosyntese. Kalteneggers innvending var at atmosfæren ikke hadde oksygen i de første 2 milliarder årene av jordens eksistens. Så tok det ytterligere en milliard år før oksygen bygges opp til høye nivåer. Og denne biosignaturen traff sin høyeste konsentrasjon ikke i jordens nåværende spekter, men under et kort vindu i slutten av krittperioden da proto-fugler jaget gigantiske insekter gjennom himmelen.

Uten en god teoretisk modell for hvordan jordens eget spekter har endret seg, fryktet Kaltenegger, kunne de store planetoppdragene lett gå glipp av en levende verden som ikke matchet en smal temporal mal. Hun trengte å se for seg Jorden som en eksoplanet som utvikler seg gjennom tiden. For å gjøre dette tilpasset hun en av de første globale klimamodellene, utviklet av geovitenskapsmannen James Kasting, som fortsatt inkluderer referanser til 1970-tallets magnetbåndsæra den oppsto i. Kaltenegger utviklet denne koden til et skreddersydd verktøy som ikke bare kan analysere jorden gjennom tid, men også radikalt fremmede scenarier, og det forblir laboratoriets arbeidshest.

Dagen etter vår prat i hagen satt jeg på kontoret ved siden av Kalteneggers og så over skulderen til postdoktor Rebecca Payne mens vi begge myste på stramme tekstlinjer på svart bakgrunn. "Hvis jeg ikke går med et svart fargeskjema, vil øynene mine falle ut av hodet på slutten av dagen," sa hun.

Payne og hennes kolleger mater programvaren deres med grunnleggende fakta om en planet, for eksempel dens radius og baneavstand, og typen stjerne. De gjør så gjetninger om dens mulige atmosfæriske sammensetning, og kjører modellene sine for å se hvordan planetens atmosfære vil se ut gjennom eonene. Da de gjorde dette for SPECULOOS-2c, så de virtuelle kjemikalier badet i virtuelt stjernelys stige, falle og utslette hverandre gjennom simulerte kjemiske reaksjoner. Den imaginære atmosfæren satte seg til slutt inn i en likevekt, og programvaren spratt ut av et bord. Payne dro en opp på skjermen. Hun flyttet musen over rad etter rad, og viste gjetninger på den nye planetens temperatur og kjemi i varierende høyder. Ved å bruke denne informasjonen kunne hun og hennes kolleger identifisere spesielt rikelige forbindelser som JWST eller et annet instrument kan se.

Fra Jord-gjennom-tidsstudie på, følger mange av Kalteneggers papirer det samme mønsteret. Trikset hennes er å samle det vi vet om jordens egen rikdom i hennes teoretiske håndflate, og deretter snurre den som en basketball langs forskjellige akser. Hva om vi spole den tilbake i tide? Hva om en fremmed jord hadde en annen geologi? En annen atmosfære? En overflate i hele havet? Hva om den kretset rundt en rød sol, eller den brennhete slagg til en hvit dverg?

I 2010, for eksempel, hun fant at den da kommende JWST skulle kunne utlede tilstedeværelsen av gasser fra et vulkanutbrudd som Mount Pinatubo-utbruddet i 1991 på Filippinene, hvis en lignende hendelse skjedde på en eksoplanet. Eller det kan identifisere verdener styrt ikke av syklusen av karbon mellom overflaten og atmosfæren (som på jorden), men i stedet av svovel frigjort av vulkaner og deretter brutt ned av stjernelys. Slike klimasykluser betyr noe når du prøver å identifisere biosignaturgasser, og også fordi de er en del av planetens større fysikk. "Biosignaturer sitter bare der som kirsebæret på toppen av kaken, men i utgangspunktet er det mye kake å spise," sa Sasselov, som samarbeidet med Kaltenegger om disse prosjektene.

Utenom hennes atmosfæriske modellering har Kaltenegger også brukt det siste tiåret på å skure jorden for å sette sammen noe av en astrobiologs kuriositeter: en offentlig database med merkelige spektre. Hvis astronomer klarer å finne en uregelmessig slingring i et eksoplanetspekter, kan databasen hennes gi nøkkelen til å tyde den.

På en tur til Yellowstone nasjonalpark, for eksempel, forundret Kaltenegger seg over flerfargede mikrobielle flekker på overflaten av varme dammer. Det førte til at hun og kollegene dyrket 137 bakteriearter i petriskåler publisere spektrene deres. "Det er sannsynligvis ikke en farge i regnbuen som du ikke kunne finne på jorden akkurat nå," sa Lynn Rothschild, en syntetisk biolog ved NASAs Ames Research Center og en samarbeidspartner på prosjektet. Inspirert av en annen kollegas arbeid med å bore iskjerner i Arktis, isolerte Kalteneggers gruppe 80 kaldelskende mikrober som ligner på det som kan utvikle seg på en isplanet, publisere en referansedatabase av disse spektrene i mars.

Andre verdener kan være biofluorescerende. På jorden beskytter biofluorescerende organismer som koraller seg mot ultrafiolett lys ved å absorbere det og sende det ut igjen som synlig lys. Gitt at planeter i røde dvergstjernesystemer som TRAPPIST-1 er badet i ultrafiolett stråling, hevder Kaltenegger at fremmed liv der kan utvikle en lignende prosess. (Hun har siden blitt referert til som "den glødende utenomjordiske damen.") Hun planlegger også å få tak i en serie spektre som representerer mulige lavaverdener; en geoforskerkollega og en nyankom postdoc skal snart begynne å smelte bergarter.

Etter hvert som publikasjonslisten hennes har vokst, har Kaltenegger erfart både mulighetene og indignitetene til en kvinnelig vitenskapsmann med stigende stjerne. En gang, da hun filmet en IMAX-kortfilm på Hawai'i på jakt etter liv, kledde produsentene henne i shorts for å matche deres forestilling om en vitenskapsmann, Laura Derns. Jurassic Park karakter; avgjørelsen nødvendiggjorde da mer sminke for å dekke alle myggstikkene.

Innenfor et tett sammensveiset felt som er tvunget til å dele begrensede mengder teleskoptid, er hun en sprudlende, varmende tilstedeværelse, sa samarbeidspartnere. Fingrene hennes vever seg gjennom luften mens hun snakker; setninger og historier har en tendens til å øke til store latterutbrudd. "Hun signerer hver tekst til meg "klemmer," sa Rothschild. "Jeg har ingen annen kollega som gjør det."

Første prikker på kartet

De første biosignaturene vil være bittesmå, tvetydige signaler utsatt for stridende tolkninger. Faktisk har noen påstander allerede dukket opp.

Den mest relevante casestudien rystet astronomiverdenen høsten 2020. Et team inkludert Seager annonsert at de hadde oppdaget en uvanlig forbindelse kalt fosfin i den øvre atmosfæren på Venus, en svulmende, syrevasket planet som vanligvis avvises som steril. På jorden produseres fosfin vanligvis av mikrober. Mens noen abiotiske prosesser også kan lage forbindelsen under visse forhold, antydet teamets analyse at disse prosessene ikke var sannsynlig å finne sted på Venus. Etter deres syn, etterlot det små flytende venusiske organismer som en plausibel forklaring. "Livet på Venus?" de New York Times overskrift lurte på.

Utenfor grupper dannet motsatte leire. Noen eksperter, inkludert Victoria Meadows, en eksoplanetatmosfæremodeller ved University of Washington som bruker en lignende tilnærming til Kalteneggers, analyserte Venus-dataene på nytt og konkluderte med at fosfinsignalet bare var en luftspeiling: Kjemikaliet er ikke engang der. Andre, inkludert Lunine at Cornell, hevdet at selv om fosfin er til stede, kan det faktisk komme fra geologiske kilder.

Kaltenegger anser disse kritikkene som gyldige. Etter hennes syn fremhever fosfinsagaen en tilbakemeldingssløyfe mellom vitenskap og vitenskapsfinansiering som også kan forvirre fremtidige kandidatbiosignaturer. På tidspunktet for fosfinkunngjøringen var NASA i sluttfasen av å velge mellom fire små solsystemoppdrag, hvorav to var Venus-bundet. Sommeren etter kunngjorde NASA at de to var blitt valgt ut til å fly. Fosfinstudien "var en fin måte å få oppdrag godkjent til Venus," sa Kaltenegger og brøt i latter. "Det er det sarkastiske synet." (Jane Greaves, hovedforfatteren av fosfinstudien, sa at teamet hennes ikke vurderte oppdragsutvelgelsesprosessen og tidspunktet for oppgaven var en tilfeldighet.)

Den neste fasen i jakten på eksoplanetbiosignaturer avhenger av det JWST avslører om TRAPPIST-1-planetene. Å se faktiske biosignaturer i himmelen deres kan være usannsynlig. Men teleskopet kunne oppdage karbondioksid og vanndamp i de slags forhold som de Jord- og Venus-baserte modellene forutsier. Dette vil bekrefte at modellbyggere har et anstendig grep om hvilke geokjemiske sykluser som betyr noe over galaksen, og hvilke verdener som virkelig kan være beboelige. Å se noe mer uventet ville hjelpe forskerne å korrigere modellene deres.

En grummere mulighet er at disse planetene ikke har atmosfære i det hele tatt. Røde dvergstjerner som TRAPPIST-1 er kjent for å sende ut solflammer som kan fjerne alt annet enn bare stein. (Kaltenegger tviler på dette, og hevder at planetenes gassutslipp bør fortsette å fylle opp himmelen.)

I andre halvdel av dette tiåret vil data fra flere planetoverganger ha hopet seg opp, nok til at astronomer ikke bare kan se etter kjemi på disse verdenene, men også for å undersøke hvordan gitte molekyler vokser og avtar fra sesong til sesong. Da kan komplementære observasjoner legge til dataene. Flere nye, svimlende store observatorier skal etter planen åpne bassengstørrelsesspeil til kosmos fra og med 2027 - inkludert det største av alle, Extremely Large Telescope i Chile. Disse teleskopene vil være følsomme for forskjellige bølgelengder av lys enn JWST er, undersøke et alternativt sett med spektraltrekk, og de bør også kunne studere planeter utenfor transitt.

Alle disse instrumentene mangler fortsatt det biosignaturjegere virkelig vil ha, det de alltid har ønsket seg: en av de gigantiske rombaserte terrestriske planetfinnerne. Tidligere i år, da National Academy of Sciences ga ut en innflytelsesrik, dagsordensettende rapport kalt tiårsundersøkelsen, som oppsummerer astronomimiljøets ideer om hva NASA bør prioritere, utsatte de i realiteten et stort fremstøt i saken til 2030-tallet.

"Jeg har tenkt på dette: Hva om det ikke er oss?" sa Kaltenegger. "Hva om det ikke er vår generasjon?" Basert på det raskeste et ekte nestegenerasjons planetjaktteleskop kunne fly, regner hun med at den mest sannsynlige kandidaten til å lede et slikt oppdrag sannsynligvis går på videregående skole nå.

Så igjen, hennes kohort av tidlige eksoplanetforskere har alltid vært drømmere, sa hun. Og vitenskap har alltid vært en intergenerasjonsaktivitet.

Hun satt på kontoret sitt som var Sagans, og skisserte en spesifikk scene. En langtidsseiler går opp broen til et avgående romfartøy som Enterprise, klar til å reise til en ny verden. Kaltenegger er sikker på at hun ikke vil være på skipet selv, men, sa hun, "i mitt indre øye ser jeg dem med dette gamle stjernekartet." Det antikke kartet vil markere plasseringene til aktuelle levende planeter. Det ville sannsynligvis være utdatert, tatt med bare av sentimentale grunner. "Men jeg vil være personen som satte de første prikkene på dette kartet."