En dröm om att upptäcka främmande liv finner nytt hopp

En av många gånger Lisa Kalteneggerdrömmen ryckte lite närmare verkligheten var en kall aprilmorgon för ett decennium sedan på en astronomikonferens. Hon höll på sig vad hon minns var en fruktansvärd, bara hemsk kopp kaffe, inte för att hon skulle dricka mer av det utan för att hon hade stått i kö och det var varmt i hennes händer. Sedan svängde Bill Borucki åt henne.

Hon gjorde sig redo att säga åt honom att undvika kaffet. Men Borucki, chef för NASA:s Kepler-uppdrag, ett rymdteleskop designat för att jaga planeter som kretsar kring andra stjärnor (eller "exoplaneter"), hade något annat att diskutera. Kepler hade skymtat dess första två exoplaneter i jordstorlek med en anständig chans att ha flytande vatten på sina ytor. Det här var den sortens konstiga nya världar som alla på konferensen – och möjligen de flesta av mänskligheten – hade föreställt sig åtminstone en gång. Skulle Kaltenegger bekräfta att planeterna kan vara beboeliga?

Kaltenegger, vid den tiden astrofysiker vid Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg, Tyskland, började köra nya klimatmodeller innan konferensen var över, med grundläggande fakta som planeternas diameter och deras stjärnas ljumma glöd. Hennes slutgiltiga svar: ett kvalificerat ja. Planeterna kan vara lämpliga för liv, eller åtminstone för flytande vatten; de kunde till och med vara vattenvärldar, inkapslade i ändlösa hav utan att en enda klipphäll sticker över vågorna. Förbehållet var att hon skulle behöva mer avancerade observationer för att vara säker.

Kaltenegger har sedan dess blivit världens kanske ledande datormodellerare av potentiellt beboeliga världar. 2019, när en annan exoplanetjaktande NASA-rymdfarkost vid namn TESS hittade sin egen första steniga, tempererade världar, kallades hon igen för att spela rollen som kosmisk heminspektör. Senast nådde den Belgien-baserade SPECULOOS-undersökningen ut för hennes hjälp att förstå en nyfunnen planet i jordstorlek dubbade SPECULOOS-2c som är betänkligt nära sin stjärna. Hon och hennes kollegor genomförde en analys, uppladdad som en förtryck i september, vilket visar att SPECULOOS-2c:s vatten kan vara i färd med att ånga iväg som bastuånga, som alla hav på Venus gjorde för länge sedan och som jordens egna hav kommer att börja göra om en halv miljard år. Teleskopobservationer bör inom några år kunna avgöra om det händer, vilket kommer att bidra till att avslöja vår egen planets framtid och ytterligare avgränsa den knivsedda distinktionen mellan fientliga och beboeliga världar över galaxen.

Genom att simulera ersatzjordar och mer spekulativa visioner av levande planeter, utnyttjar Kaltenegger det bisarra livet och geologin som finns på jorden för att utveckla en mer systematisk uppsättning förväntningar om vad som kan vara möjligt någon annanstans. "Jag försöker göra grunderna", sa hon till mig under ett nyligen besök på Cornell University, där hon leder ett institut uppkallat efter Carl Sagan, en annan karismatisk Ithaca-baserad astronom med stora idéer om att få ett slut på mänsklighetens ensamma vistelse i kosmos.

Hennes övergripande strävan - sökandet efter främmande liv - går in i en fas utan motstycke. Med undantag för att något som liknar en utomjordisk radiosändning kommer från det blå, tror de flesta astronomer att vår bästa chans på kort sikt att möta annat liv i kosmos är att upptäcka biosignaturgaser - gaser som bara kunde ha kommit från livet - flyter i exoplaneternas atmosfärer. Den typ av fjärrmätning som krävs för att göra den typen av upptäckt har ansträngt kapaciteten hos till och med mänsklighetens mest avancerade observatorier. Men med James Webb Space Telescope (JWST) nu under sina första månader av observationer, har en sådan upptäckt blivit möjlig.

Under de närmaste åren kommer det enorma rymdteleskopet att noggrant granska en handfull steniga världar som anses mest sannolikt vara beboeliga, förmodligen inklusive den nya SPECULOOS-2c. Åtminstone bör JWST:s studier avgöra om dessa planeter har atmosfärer; de kan också visa att vissa droppar flytande vatten. Mest optimistiskt - om biosfärer blommar lätt från jordliknande världar - kan teleskopet upptäcka udda förhållanden av, säg, koldioxid, syre och metan på en av dessa planeter. Astronomer kan då vara mycket frestade att tillskriva hopkoket närvaron av ett utomjordiskt ekosystem.

Att hitta biosignaturer kommer att kräva Kaltenegger och en liten grupp av hennes kamrater för att pressa säkerhet från ytterst få fotoner. Inte bara kommer de atmosfäriska signalerna de letar efter att vara svaga, utan hon och hennes kollegor måste modellera en planets möjliga samspel av stjärnljus, sten och luft tillräckligt noggrant för att vara säkra på att ingenting förutom livet kan förklara närvaron av en viss atmosfärisk gas. Varje sådan analys måste navigera mellan en Scylla och Charybdis, undvika både falska negativa – livet fanns där men du missade det – och falska positiva som hittar liv där det inte finns något.

Att göra fel får konsekvenser. Till skillnad från de flesta vetenskapliga ansträngningar sker sökandet efter tecken på utomjordiskt liv i ett oundvikligt strålkastarljus och i ett turboladdat informationsekosystem där alla forskare ropar "Livet!" förvränger strukturen av finansiering, uppmärksamhet och allmänhetens förtroende. Kaltenegger själv hade nyligen en plats på första raden till just ett sådant avsnitt.

Hennes generation utsätts för ytterligare en press, en som jag tänkte posera känsligt men det slutade med att jag bröt ut bara en timme efter att jag träffade henne. Hon och hennes kollegor började sina karriärer i början av exoplaneternas era. Nu är de i ett lopp för att upptäcka livet på en innan de dör.

Planetariska drömmare

Det moderna sökandet efter biosignaturer började nästan omedelbart efter upptäckten 1995 av den första exoplaneten - en gasjätte - som kretsade runt en sollik stjärna. Planetjakten blev snart svår och konkurrenskraftig, en kapplöpning om rubriker. Vissa seniora astronomer tvivlade på att det flashiga, resurskrävande delfältet kunde leverera mycket mer än engångsmätningar av några unika planeter. "Folk var öppet skeptiska, och vissa människor var argt emot det," sa Sarah Seager, en exoplanetastronom vid Massachusetts Institute of Technology. Under tiden började enklaver av likasinnade forskare samlas vid workshops för att utforska en öppen himmels mängd nya frågor. "Vi sa aldrig nej till någon idé", sa Seager, som var doktorand vid den tiden.

Kaltenegger var nybörjare på universitetet när nyheterna om de första gigantiska exoplaneterna släppte. Hon hade vuxit upp i en liten stad i Österrike, med föräldrar som stödde hennes intressen för matematik, fysik och språk; stadsbibliotekarierna kände henne så väl att de skulle ge henne de nya böckerna som de ännu inte hade kategoriserat. "Allt var möjligt", sa hon om sin uppväxt. Vid universitetet i Graz drogs hon till den nya jakten på nya världar. Seager, som träffade Kaltenegger på ett sommarskoleprogram 1997, berömmer nu den anmärkningsvärda djärvheten som fick en student att gå med i ett underområde som fortfarande var så randigt och tillfälligt. "Att kunna vara där i början - det var inte bara en slump," sa Seager. I slutet av Kalteneggers grundutbildning hade hon fått finansiering från Europeiska unionen och bjöd in sig själv till en öppen plats på ett observatorium på Teneriffa på Kanarieöarna. Där tillbringade hon långa kaffefyllda nätter med att jaga exoplaneter, lyssna på en postdocs album Dire Straits på loop innan hon snubblade utanför för att se solen gå upp över ett lavastrött landskap.

Samtidigt höll rymdorganisationerna på med handlingen. 1996 offentliggjorde en NASA-administratör, Dan Goldin, en plan som i praktiken skulle ha sprintat direkt från upptäckten av de första gasjättens exoplaneter hela vägen till slutzonen. Hans plan krävde massiva rymdbaserade observatorier, kallade Terrestrial Planet Finders, som kunde ta detaljerade spektroskopiska mätningar av främmande jordar, bryta deras ljus i dess komponentfärger för att förstå deras kemiska sammansättning.

Ännu bättre, Goldin ville ha verkliga bilder av planeter. 1990 hade NASA:s Voyager-sond, på Sagans uppdrag, tagit ett foto av hemmet utanför Neptunus omloppsbana, vilket reducerade hela vår levande, andande, ömtåliga värld till en ljusblå prick upphängd i ett tomrum. Tänk om vi kunde se en annan ljusblå prick där ute blinka i det svarta?

Den europeiska rymdorganisationen har tagit fram sin egen version av ett tvillingspaningsuppdrag för jorden, som heter Darwin. Kaltenegger, då 24, ansökte om att få jobba på det och fick jobbet. "Jag frågade mig själv: Om du lever i en tid där du kan ta reda på om vi är ensamma i universum och om jag kan hjälpa?" sa hon mot Cornell, med ett turkost ädelstenshalsband som symboliserar en ljusblå prick och balanserade en tekopp på hennes knä. "När jag ser tillbaka på mitt liv är det förmodligen det jag vill ha gjort." Hon fick i uppdrag att överväga uppdragets designavvägningar och utarbeta listan över stjärnor som Darwins flotta av teleskop skulle söka efter planeter; parallellt doktorerade hon.

Men på 2000-talet föll visioner av storslagna utomjordingsjaktteleskop på båda sidor om Atlanten. Darwin-studier flödade 2007. En anledning var JWST:s eget sjunkande utvecklingsschema, som åt upp budgetar och uppmärksamhet. En annan var vetenskapliga tvivel: Vid den tiden hade astronomerna ingen aning om vilken del av Vintergatans stjärnor som har steniga planeter med möjlighet till ett stabilt, tempererat klimat.

Den bråkdelen skulle visa sig vara ungefär en av fem, vilket avslöjades av rymdteleskopet Kepler, som lanserades 2009 och fortsatte med att upptäcka tusentals exoplaneter. Ett Terrestrial Planet Finder-uppdrag, om man skulle återuppstå, skulle ha många ställen att peka på.

Men sedan Keplers lansering har pragmatiska kompromisser fått astrobiologer att drömma mindre, och avleda sina resurser på en ödmjukare väg. Ett observatorium som Darwin kunde ha plockat ut signalen från en stenig planet bredvid en mycket ljusare stjärna - en utmaning som ofta jämförs med att ta en bild av en eldfluga när den flyger runt en strålkastare. Men nu finns det ett annat, billigare sätt.

Seager och Harvard-astronomen Dimitar Sasselov drömt om den alternativa metoden år 2000 — ett sätt att nosa in i en exoplanets atmosfär även om ljus från planeten och dess stjärna blandas ihop. Först letar teleskop efter planeter som "transiterar", som korsar framför sin stjärna sett ur jordens perspektiv, vilket orsakar en liten minskning av stjärnljuset. Dessa transiter är rika på information. Under en transitering, spirar en stjärnas spektrum nya stötar och vickar, eftersom en del av stjärnljuset lyser genom atmosfärens ring runt planeten och molekyler i atmosfären absorberar ljus med specifika frekvenser. Konstig analys av de spektrala vickningarna avslöjar den höga höjdskemin som ligger bakom. Rymdteleskopet Hubble började testa denna teknik 2002, hitta natriumånga runt en avlägsen gasgigantisk planet; tillsammans med andra teleskop har den sedan upprepat tricket på dussintals mål.

Nu behövde universum bara hosta upp några lämpliga jordliknande världar att titta på.

Exoplanetundersökningar verkade påträffa massor av överkokta Jupiters och underdimensionerade Neptunes runt andra stjärnor, men steniga planeter med potential för flytande vatten förblev knappa fram till Kepler-eran. I mitten av 2010-talet hade Kepler visat att världar i jordstorlek är vanliga; den såg till och med några potentiellt beboeliga sådana som passerade framför sina stjärnor, som paret Kaltenegger som modellerades för Borucki. Ändå var de specifika exemplen Kepler visade för långt borta för en bra uppföljningsstudie. Under 2016 fann astronomer att den närmaste stjärnan till jorden, Proxima Centauri, har en potentiellt beboelig planet i jordstorlek. Men den planeten passerar inte sin stjärna.

2009 lade Kaltenegger, då vid Harvard och forma fältet i sin egen rätt, och en samarbetspartner, Wesley Traub, till ytterligare en kvalifikation. De funderade på vad som skulle krävas för en främmande civilisation upptäcka biosignaturgaser på jorden — en planet med ett relativt tätt täcke av atmosfär som passerar en ljus stjärna. De insåg att ett teleskop som JWST bara skulle se små signaler från atmosfäriska gaser under varje transitering, så för att uppnå någon statistisk säkerhet skulle astronomer behöva observera dussintals eller till och med hundratals transiter, vilket skulle ta år. På grundval av denna insikt började astronomer att söka jorden i nära omloppsbanor runt svagare, kallare röda dvärgstjärnor, där atmosfäriska signaler kommer att drunkna mindre av stjärnljus och transiter upprepas oftare.

Kosmos kom igenom. Under 2017 tillkännagav astronomer upptäckten av sju steniga planeter runt en röd dvärgstjärna som heter TRAPPIST-1. Sedan i september dök SPECULOOS-2-systemet upp som en backup. Dessa stjärnor är nära. De är mörka och röda. De har var och en flera steniga planeter som passerar. Och från och med sommaren är JWST igång ännu bättre än väntat. Det kommer att spendera en ansenlig bråkdel av de kommande fem åren med att stirra hårt på dessa röriga jordklot av sten och kemikalier som snurrar runt deras konstiga stjärnor. För teoretiker som Kaltenegger som gick från att dagdrömma om alternativa jordar till att slänga ut förutsägelser om deras atmosfäriska kemi, har årtionden av förväntan gett vika för en långsam toning av snirkliga spektra på datorskärmar.

Glödande Alien Lady

I över två år var Kalteneggers kontor – samma som Sagan brukade arbeta på – fruset i tiden. Först kom pandemin, sedan ett sabbatsår. I augusti var hon tillbaka och gick fram på sin whiteboard med en markör i handen, och granskade en lista med idéer som inte skulle se malplacerade ut i författarens rum på en Star Trek serier. (Gaia och SETI. Mörka hav. Ozon. Land. Grunda hav. Järn?) "Det här är den roliga delen", sa hon och slog igenom ämnena i tidningar som hon redan har publicerat.

Kaltenegger blev grundare av Carl Sagan Institute 2015 efter att ha varit på Harvard, då i Heidelberg, där hon drev sitt första labb. En dag under hennes tid i Heidelberg kom ett mejl in från Jonathan Lunine, chefen för astronomiavdelningen på Cornell, frågade om hon ville prata om viktiga möjligheter. "Jag går, herregud, det är ett "kvinna i vetenskapen"-evenemang. Vid en viss tidpunkt får du för många av dessa inbjudningar.” Lunine var istället ute efter att anställa en ny professor. Kaltenegger svarade att hon hellre skulle arbeta på ett tvärvetenskapligt, astrobiologifokuserat institut. Så ta en hit, föreslog han.

En ny morgon satt vi i en trädgård på campus inte långt från institutet, flankerad av rhododendron. När det fläckiga solljuset filtrerades ner hoppade en liten fågel upp i en trädstam, en cikada surrade och drönaren från en gräsklippare flyttade sig närmare, sedan längre bort. Detta var uppenbarligen en bebodd värld.

Kalteneggers aktiehandel är fantasi: både den sorten som astronomer litar på när de planerar ett rymdteleskop för 10 miljarder dollar som JWST, och det mer poetiska slaget som rör publiken. Så hur såg den här scenen ut för henne?

Hon tittade upp. Träden hade gröna löv, liksom de flesta kända organismer som utför fotosyntes. De hade utvecklats för att dra fördel av vår gula sol och dess rikliga strålning av synligt ljus, med hjälp av pigment som rycker upp blå och röda fotoner samtidigt som de låter gröna våglängder studsa iväg. Men växter runt kallare stjärnor, mer sugna på ljus, kan anta mörkare nyanser. "I mitt sinne, om jag vill, förvandlas det helt enkelt med oss ​​i trädgården, sittande under en röd sol," sa hon. "Allt är lila runt dig, bakom dig", inklusive löven.

Uncanny-valley versioner av jorden har varit tungt i Kalteneggers tänkande i två decennier, på grund av ett gnagande tvivel som hon utvecklade under sitt arbete med Darwin-uppdraget i början av 2000-talet.

Målet vid den tiden var att jämföra spektra från steniga, tempererade planeter med hur jordens spektrum skulle se ut på långt håll och söka iögonfallande signaler som ett överskott av syre på grund av utbredd fotosyntes. Kalteneggers invändning var att dess atmosfär inte hade syre under de första 2 miljarder åren av jordens existens. Sedan tog det ytterligare en miljard år för syre att byggas upp till höga nivåer. Och denna biosignatur träffade sin högsta koncentration inte i jordens nuvarande spektrum, utan under ett kort fönster i den sena kritaperioden när proto-fåglar jagade jätteinsekter genom himlen.

Utan en bra teoretisk modell för hur jordens eget spektrum har förändrats, befarade Kaltenegger, skulle de stora planethittningsuppdragen lätt kunna missa en levande värld som inte matchade en smal tidsmässig mall. Hon behövde föreställa sig jorden som en exoplanet som utvecklas genom tiden. För att göra detta anpassade hon en av de första globala klimatmodellerna, utvecklade av geovetaren James Kasting, som fortfarande innehåller referenser till 1970-talets magnetbandsera som den uppstod i. Kaltenegger utvecklade denna kod till ett skräddarsytt verktyg som inte bara kan analysera jorden genom tid men också radikalt främmande scenarier, och det förblir hennes labbs arbetshäst.

Dagen efter vår pratstund i trädgården satt jag på kontoret bredvid Kalteneggers och tittade över axeln på postdoc Rebecca Payne när vi båda kisade mot snäva textrader på svart bakgrund. "Om jag inte går med ett svart färgschema, vid slutet av dagen vill mina ögon falla ur mitt huvud," sa hon.

Payne och hennes kollegor matar sin programvara med grundläggande fakta om en planet, såsom dess radie och omloppsavstånd, och typen av dess stjärna. De gör sedan gissningar om dess möjliga atmosfäriska sammansättning och kör sina modeller för att se hur planetens atmosfär skulle se ut genom eonerna. När de gjorde detta för SPECULOOS-2c såg de virtuella kemikalier badade i virtuellt stjärnljus stiga upp, falla och förinta varandra genom simulerade kemiska reaktioner. Den imaginära atmosfären hamnade så småningom i en jämvikt, och programvaran dök upp från ett bord. Payne drog upp en på skärmen. Hon flyttade med musen över rad efter rad och visade gissningar på den nya planetens temperatur och kemi på olika höjder. Med hjälp av den informationen kunde hon och hennes kollegor identifiera särskilt rikliga föreningar som JWST eller ett annat instrument kanske kan se.

Från Jord-genom-tidsstudie på, många av Kalteneggers tidningar följer samma mönster. Hennes knep är att samla ihop det vi vet om jordens egen rikedom i hennes teoretiska handflata och sedan snurra den som en basketboll längs olika axlar. Tänk om vi rullar tillbaka det i tid? Tänk om en främmande jord hade en annan geologi? En annan atmosfär? En yta över hela havet? Tänk om den cirklade en röd sol, eller den brinnande heta asken från en vit dvärg?

I 2010, till exempel, hon hittade att den då kommande JWST borde kunna sluta sig till närvaron av gaser från ett vulkanutbrott som Mount Pinatubo-utbrottet 1991 i Filippinerna, om en liknande händelse inträffade på en exoplanet. Eller det kan identifiera världar som inte styrs av kolets cirkulation mellan ytan och atmosfären (som på jorden), utan istället av svavel släpps ut av vulkaner och bryts sedan ned av stjärnljus. Sådana klimatcykler spelar roll när du försöker identifiera biosignaturgaser, och även för att de är en del av planeternas större fysik. "Biosignaturer sitter bara där som körsbäret på toppen av kakan, men i grunden finns det mycket kaka att äta", säger Sasselov, som samarbetade med Kaltenegger i dessa projekt.

Utanför hennes atmosfäriska modellering har Kaltenegger också tillbringat det senaste decenniet med att genomsöka jorden för att sätta ihop något av en astrobiologs kuriosakabinett: en offentlig databas med konstiga spektra. Om astronomer lyckas hitta en onormal vickning i ett exoplanetspektrum, kan hennes databas ge nyckeln till att dechiffrera det.

På en resa till Yellowstone National Park, till exempel, förundrade Kaltenegger sig över mångfärgade mikrobiella slicks på ytorna av heta dammar. Det fick henne och kollegor att odla 137 bakteriearter i petriskålar publicera sina spektra. "Det finns förmodligen inte en färg i regnbågen som du inte kunde hitta på jorden just nu," sa Lynn Rothschild, en syntetisk biolog vid NASA:s Ames Research Center och en samarbetspartner i projektet. Inspirerad av en annan kollegas arbete med att borra iskärnor i Arktis, isolerade Kalteneggers grupp 80 kylälskande mikrober som liknar vad som kan utvecklas på en isplanet, publicera en referensdatabas av dessa spektra i mars.

Andra världar kan vara biofluorescerande. På jorden skyddar biofluorescerande organismer som koraller sig mot ultraviolett ljus genom att absorbera det och återutsända det som synligt ljus. Med tanke på att planeter i röda dvärgstjärnsystem som TRAPPIST-1 badar i ultraviolett strålning, hävdar Kaltenegger att främmande liv där kan utveckla en liknande process. (Hon har sedan dess kallats "den där glödande främmande damen.") Hon planerar också att skaffa en serie spektra som representerar möjliga lavavärldar; en geovetarkollega och en nyanländ postdoc ska snart börja smälta stenar.

I takt med att hennes publikationslista har vuxit har Kaltenegger upplevt både möjligheterna och indigniteterna hos en kvinnlig forskare på stigande stjärna. En gång, när hon spelade in en IMAX-kortfilm på Hawaii på jakt efter liv, klädde producenterna henne i shorts för att matcha deras föreställning om en vetenskapsman, Laura Derns. Jurassic Park karaktär; beslutet krävde sedan mer smink för att täcka alla myggbett.

Inom ett tätt sammansvetsat fält som tvingas dela begränsade mängder teleskoptid är hon en sprudlande, värmande närvaro, sa medarbetare. Hennes fingrar vävs genom luften medan hon pratar; meningar och berättelser tenderar att öka till stora skrattsalvor. "Hon skriver under varje sms till mig "kramar", sa Rothschild. "Jag har ingen annan kollega som gör det."

Första prickarna på kartan

De första biosignaturerna kommer att vara små, tvetydiga signaler som utsätts för krigande tolkningar. Vissa påståenden har faktiskt redan dykt upp.

Den mest relevanta fallstudien skakade astronomivärlden hösten 2020. Ett team inklusive Seager meddelade att de hade upptäckt en ovanlig förening som heter fosfin i den övre atmosfären av Venus, en svällande, syratvättad planet som vanligtvis avfärdas som steril. På jorden produceras fosfin vanligtvis av mikrober. Medan vissa abiotiska processer också kan göra föreningen under vissa förhållanden, antydde teamets analys att dessa processer inte troligen skulle inträffa på Venus. Enligt deras uppfattning lämnade det små flytande venusiska organismer som en rimlig förklaring. "Livet på Venus?" de New York Times rubrik undrade.

Utomstående grupper bildade motsatta läger. Vissa experter, bl.a Victoria Meadows, en exoplanetatmosfärmodellerare vid University of Washington som använder ett liknande tillvägagångssätt som Kalteneggers, analyserade om Venus-data och drog slutsatsen att fosfinsignalen bara var en hägring: kemikalien finns inte ens där. Andra, inklusive Lunine på Cornell, hävdade att även om fosfin är närvarande, kan det faktiskt komma från geologiska källor.

Kaltenegger anser att denna kritik är giltig. Enligt hennes uppfattning belyser fosfinsagan en återkopplingsslinga mellan vetenskap och vetenskapsfinansiering som också kan trassla in framtida biosignaturer för kandidater. Vid tidpunkten för fosfinmeddelandet var NASA i slutskedet av att välja mellan fyra små solsystemuppdrag, varav två var Venus-bundna. Sommaren därpå meddelade NASA att dessa två hade valts ut att flyga. Fosfinstudien "var ett bra sätt att få uppdrag godkända till Venus", sa Kaltenegger och bröt ut i skratt. "Det är den sarkastiska uppfattningen." (Jane Greaves, huvudförfattaren till fosfinstudien, sa att hennes team inte övervägde processen för val av uppdrag och tidpunkten för uppsatsen var en slump.)

Nästa fas i jakten på exoplanetbiosignaturer beror på vad JWST avslöjar om TRAPPIST-1-planeterna. Att se faktiska biosignaturer i deras himmel kan vara osannolikt. Men teleskopet kunde upptäcka koldioxid och vattenånga i de sorters förhållanden som de jord- och Venus-baserade modellerna förutspår. Detta skulle bekräfta att modellbyggare har ett anständigt grepp om vilka geokemiska cykler som spelar roll över galaxen och vilka världar som verkligen kan vara beboeliga. Att se något mer oväntat skulle hjälpa forskare att korrigera sina modeller.

En svårare möjlighet är att dessa planeter inte har någon atmosfär alls. Röda dvärgstjärnor som TRAPPIST-1 är kända för att sända ut solflammor som kan ta bort allt utom kal sten. (Kaltenegger tvivlar på detta och hävdar att planeternas gasformiga utsläpp bör fortsätta att fylla på sin himmel.)

Under andra hälften av detta decennium kommer data från flera planetpassager att ha hopats, tillräckligt för att astronomer inte bara ska leta efter kemi i dessa världar, utan också för att undersöka hur givna molekyler växer och avtar från säsong till säsong. Då skulle kompletterande observationer kunna lägga till uppgifterna. Flera nya, häpnadsväckande stora observatorier är planerade att öppna bassängstora speglar till kosmos med början 2027 - inklusive det största av alla, Extremely Large Telescope i Chile. Dessa teleskop kommer att vara känsliga för andra våglängder av ljus än JWST är, undersöka en alternativ uppsättning spektrala egenskaper, och de bör också kunna studera planeter utanför transit.

Alla dessa instrument saknar fortfarande vad biosignaturjägare verkligen vill ha, vad de alltid har velat: en av dessa gigantiska rymdbaserade terrestrial Planet Finders. Tidigare i år, när National Academy of Sciences släppte en inflytelserik, agendasättande rapport kallad decadal survey, som sammanfattar astronomisamfundets idéer om vad NASA borde prioritera, sköt de i praktiken en stor framskjutning i frågan till 2030-talet.

"Jag har tänkt på det här: Vad händer om det inte är vi?" sa Kaltenegger. "Tänk om det inte är vår generation?" Baserat på det snaraste ett verkligt nästa generations planetjaktteleskop kan flyga, räknar hon med att den mest troliga kandidaten att leda ett sådant uppdrag förmodligen går på gymnasiet nu.

Återigen, hennes kohort av tidiga exoplanetforskare har alltid varit drömmare, sa hon. Och vetenskap har alltid varit en aktivitet mellan generationerna.

När hon satt på sitt kontor som var Sagans, skissade hon upp en specifik scen. En långtidsseglare går uppför bron till en avgående rymdfarkost som Företag, redo att resa till en ny värld. Kaltenegger är säker på att hon inte kommer att vara på skeppet själv, men, sa hon, "i mitt sinne ser jag dem med det här gamla stjärndiagrammet." Den antika kartan skulle markera placeringen av kandidat levande planeter. Det skulle förmodligen vara föråldrat, medfört endast av sentimentala skäl. "Men jag vill vara den person som sätter de första prickarna på den här kartan."