Kính viễn vọng Webb có thể nhìn gần cũng như xa. Trong năm đầu tiên, khoảng 7% thời gian của nó sẽ được dành để quan sát hệ mặt trời của chúng ta, theo Heidi B. Hamill, một nhà khoa học liên ngành, người đã nghiên cứu sự phát triển của kính thiên văn. Webb có thể phân tích bầu khí quyển của các hành tinh lân cận như Sao Mộc và Sao Hỏa bằng cách sử dụng cảm biến hồng ngoại. Những khả năng này cũng có thể được hướng đến một số ngoại hành tinh gần Trái đất nhất, chẳng hạn như những hành tinh bao quanh ngôi sao nhỏ Trappist-1, cách chúng ta 40 năm ánh sáng.

Một mục tiêu của trọng tâm này là phân biệt chữ ký sinh học – một dấu hiệu cho thấy sự sống tồn tại (hoặc đã từng tồn tại) trong những thế giới đó. Trên Trái đất, đặc điểm sinh học có thể là vỏ bị bỏ đi của ngao, lông rơi của chim, dương xỉ hóa đá chìm trong đá trầm tích. Trên một ngoại hành tinh, một tỷ lệ nhất định của các loại khí – ví dụ như ôxy, mêtan, H₂O và CO₂ – có thể chỉ ra sự hiện diện của vi khuẩn hoặc thực vật. Nicole Lewis, phó giáo sư thiên văn học tại Đại học Cornell, người có nhóm đã được chấp thuận cho 22,5 giờ quan sát Webb trong năm nay để xem Trappist-1e, một trong bảy hành tinh quay quanh ngôi sao Trappist-1, đã nói với tôi trước khi công bố phát hiện một dấu ấn sinh học, Cô phải xác định cẩn thận bầu khí quyển của hành tinh và khả năng sinh sống. Cô ấy nói, “Đầu tiên chúng ta phải xem có không khí hay không, và sau đó chúng ta có thể hỏi, ‘Chà, có gì trong không khí?'” Để nói rằng có một chữ ký quan trọng.

Các chữ ký sinh trắc học và kỹ thuật đều hướng đến cùng một hướng: hướng tới cuộc sống. Nhưng hiện tại, chúng được theo đuổi bởi hai cộng đồng khoa học riêng biệt. Một lý do mang tính lịch sử: nghiên cứu sinh trắc học – bắt đầu từ những năm 1960, trong một ngành mới về ngoại sinh học – đã được NASA và các tổ chức học thuật hỗ trợ trong nhiều thập kỷ. Nhưng “chữ ký kỹ thuật” chỉ được đặt ra gần đây, vào năm 2007, bởi Jill Tarter, một nhân vật hàng đầu trong ngành thiên văn học, người đã dành cả sự nghiệp của mình để thực hiện nghiên cứu về sự truyền trong không gian. Jason Wright, giáo sư thiên văn và vật lý thiên văn tại Penn State và là thành viên của nhóm CATS của Frank, cho biết ông tin rằng ý tưởng của Tarter là “đổi tên” việc tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái đất, vốn từ lâu đã bị đẩy lùi vào lề khoa học. “Khi Jill đặt ra cụm từ này, cô ấy đang cố gắng nhấn mạnh rằng NASA đang tìm kiếm vi khuẩn, chất nhờn và dấu vân tay sinh học trong khí quyển, nhưng các dấu vân tay kỹ thuật thực sự nằm trong cùng một ô,” Wright nói với tôi. Wright khẳng định rằng bất kỳ cuộc tìm kiếm dấu vân tay sinh trắc học nào trên một hành tinh xa xôi sẽ trùng lặp về mặt logic với việc tìm kiếm dấu vân tay kỹ thuật, một khi đã đến lúc giải thích những quan sát bất thường. Đọc bằng kính thiên văn có gợi ý một bầu khí quyển duy trì sự sống không? Hay nó có lẽ cũng là một dấu hiệu của công nghệ? Nói cách khác, các nhà khoa học đang tìm kiếm sinh trắc học cũng có thể gặp phải các dấu hiệu của công nghệ.

Vì vậy, Wright, Frank và những người còn lại trong nhóm CATS lo ngại về các dấu hiệu khí quyển có lẽ không bao giờ xảy ra một cách tự nhiên. Ví dụ, nghiên cứu thuần tập gần đây, được viết bởi Jacob Haq-Misra, một thành viên CATS tại Viện không gian đá cẩm thạch xanh phi lợi nhuận, xem xét cách CFC, một sản phẩm phụ công nghiệp, cho một tín hiệu quang phổ riêng biệt Nó có thể được chọn bởi web. Haq Misra cũng là tác giả đầu tiên trên một bài báo nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng Một ngoại hành tinh với nông nghiệp – “exofarms” – Có thể phát ra khí thải đáng báo động vào khí quyển. Nghiên cứu khác, được viết chủ yếu bởi Ravi Coparabo, một thành viên CATS làm việc tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA, cho thấy rằng sự phát xạ của Nitrogen dioxide, một sản phẩm phụ công nghiệp, có thể chỉ ra một công nghệ kỳ lạ. Những khí thải này có thể được quan sát bởi kính viễn vọng không gian của NASA, được gọi là LUVOIR (Máy khảo sát hồng ngoại quang học cực tím lớn), sẽ được triển khai sau năm 2040. Những tình huống này có thể giống như người ngoài hành tinh đang điều hành nhà máy, hoặc người ngoài hành tinh cưỡi máy kéo vào thời điểm thu hoạch. Không có khả năng, nhưng các nhà khoa học làm việc về chữ ký kỹ thuật rất thoải mái với tỷ lệ cược thấp. “Nếu chúng ta tập trung vào những gì có thể được khám phá, dựa trên những công cụ mà chúng ta đang xây dựng này, đó thực sự là câu hỏi quan trọng”, Haque Misra nói với tôi.

Khi tôi đến thăm Wright tại văn phòng của anh ấy ở Pennsylvania vào mùa xuân, anh ấy giải thích rằng chữ ký kỹ thuật không chỉ dễ phát hiện hơn sinh trắc học, mà còn phong phú hơn và tồn tại lâu hơn. Ông ấy nói hãy nhìn vào trái đất như một ví dụ. Công nghệ của nó đã mở rộng trong toàn bộ hệ thống năng lượng mặt trời. Chúng tôi có rác trên mặt trăng. Những người lái tàu của chúng tôi đang bay quanh sao Hỏa; Chúng ta có các vệ tinh quay quanh các hành tinh khác. Hơn nữa, một số tàu vũ trụ – bao gồm hai phi hành gia, hai tàu du hành và tàu thăm dò New Horizons Pluto, tất cả đều do NASA phóng lên – đang mạo hiểm vượt ra ngoài rìa của hệ mặt trời vào không gian giữa các vì sao. Những dấu chân kỹ thuật như vậy có thể tồn tại hàng tỷ năm. Và chúng ta chỉ mới 65 tuổi trong thời đại khám phá không gian. Một nền văn minh cổ đại có thể gieo mầm thiên hà bằng hàng nghìn dấu vân tay kỹ thuật, điều này có thể giúp phát hiện chúng dễ dàng hơn.

“Nhìn này, tôi thực sự không biết liệu mình có thể tìm được gì không,” Wright nói. Năm 1961, ông lưu ý, Nhà thiên văn học Frank Drake Ông đã giới thiệu cái mà ngày nay được gọi là phương trình Drake, bao gồm nhiều biến số và cố gắng giúp tính toán số lượng các nền văn minh thông minh ở những nơi khác trong thiên hà. Nhưng với quá ít dữ liệu để nhập vào các biến, vẫn không có giải pháp cho phương trình.