Biosignature on kemiallinen tai fysikaalinen prosessi, joka voidaan havaita etäisyydellä ja osoittaa elävien organismien läsnäolon tietyllä alueella. Käsitettä käytetään usein astrobiologian alalla, joka on biologian haara, joka etsii elämää maan maapallon, ilman ja meriympäristön ulkopuolella. Biomarkkerin etsiminen Marsin planeetan menneestä tai nykyisestä olemassaolosta on kiinnittänyt yhä enemmän huomiota astrobiologiaan sen jälkeen, kun Yhdysvaltain Viking I- ja II -operaatiot lähetettiin sinne etsimään elämää 1970-luvun puolivälistä 1980-luvun alkuun asti. aurinkokunnan muille alueille ovat jatkaneet etsintää. Kenttä on kuitenkin alkanut laajentua vuodesta 2011 lähtien, koska maapallon aurinkokunnan ulkopuolelta on löydetty kymmeniä aurinkokunnan ulkopuolisia planeettoja. Pieni vähemmistö näistä planeetoista on teoreettisesti kooltaan ja rakenteeltaan maapallon kaltainen, ja niillä voi olla biosignature-astrokemia, joka osoittaa kyvyn tukea elämää.
Ymmärtäminen tarvittavista olosuhteista planeettojen asuttavuudelle ainakin primitiivisten elämänmuotojen, kuten bakteerien, avulla on kehittynyt 20- ja 21 -luvuilla. Tämä johtuu siitä, että tiede on löytänyt maapallolla olevien organismien biosignatuurin alueilla, kuten syvissä vedenalaisissa tulivuorenpoistoaukoissa, joita aiemmin pidettiin täysin vieraina kaikenlaisille elämänmuodoille. Tällaisten organismien kestävyys elää olosuhteissa, joissa ei ole valoa ja happea, ja äärimmäisissä lämpötiloissa ja paineissa, viittaa siihen, että muiden maailmojen elämän biosignature voi olla laajempi kuin aiemmin oletettiin.
Nestemäisen veden läsnäoloa pidetään edelleen välttämättömänä kaiken elämän olemassaololle maapallon rajojen ulkopuolella. Vaikka nestemäistä vettä pidettiin kerran harvinaisena aurinkokunnassa, joka oli olemassa vain maan päällä, tämä näkemys on muuttunut 21 -luvulla. Sekä Europa että Callisto, Jupiter-planeetan kuut, voivat sisältää nestemäistä vettä maanpinnan alapuolella, ja Enceladuksella, joka on Saturnuksen kuu, tiedetään nyt olevan vesipohjaisia tulivuoria, jotka voivat tukea myös peruseläimiä. Yhdysvaltain Phoenix Mars Lander löysi myös todisteita vesipohjaisesta jäästä alueella, joka on kaukana Marsin napalakkeista vuonna 2008, mikä voi viitata bakteeritoiminnan biosignatuuriin, joka oli olemassa tai on edelleen tuskin punaisen planeetan pinnan alla.
Bioindikaattorin havaitseminen kaukaisista maailmoista on nyky -tieteelle haastavampaa vuodesta 2011 lähtien, koska itse maailmojen löytäminen on haaste. Tutkimuksen painopiste voi alkaa kaventamalla tähtijärjestelmien valikoimaa punaisiin kääpiöihin. Nämä ovat sekä yleisimpiä tähtityyppejä, jotka muodostavat noin 75% kaikista Linnunradan galaksin tähdistä, että todennäköisimpiä tyyppejä, joilla on planeettajärjestelmiä, jotka voivat olla asumiskykyisiä iän ja läsnäolon vuoksi galaksin tärkeimmässä tähtisarjassa .
M -luokan kääpiötähdet ovat merkittävästi pienempiä ja viileämpiä kuin maan aurinko keskimäärin, joten niitä kiertävät planeetat tarvitsevat paksua ilmakehää saadakseen enemmän valoa vanhempiensa auringosta kuin maa. Todennäköisyys viittaa siihen, että jos elämää on maapallon ulkopuolella, se löytyisi punaisten kääpiöiden ympärillä olevilta planeetoilta todennäköisemmin kuin muualla. Tähtiluokat, kuten F, G ja K, jotka ovat kuumempia ja kirkkaampia kuin aurinko, ovat myös suhteellisen harvinaisia verrattuna punaisiin kääpiöihin, joten tutkimuksessa keskitytään tutkimaan M -luokan tähtialueita biosignature -aktiivisuutta omaaville planeetoille.
Tietyt kaasut yksittäin tai yhdessä olisivat selkeä biosignature mahdollisille elämänmuodoille. Nämä kaasut olisivat myös pidempiaikaisia punaisten kääpiöiden ympäri kiertävien planeettojen ilmakehissä ja helpommin havaittavissa kuin kuumempien tähtien ympärillä kiertävillä planeetoilla. Näitä biosignature -yhdisteitä ovat metaani – CH4, typpioksidi – N2O, kloorimetaani – CH3Cl ja otsoni O2: n tai O3: n muodossa.
Rikkiympäristössä vulkaanisten tuuletusaukkojen lähellä elävien organismien havaitseminen maapallolla on myös viitannut siihen, että elämä voi menestyä hapettomilla planeetoilla, joilla on vähän tai ei lainkaan happea. Orgaaniset rikkiyhdisteet olisivat siksi myös vahva elämän indikaattori, jos niitä havaittaisiin maan ulkopuolisessa ilmakehässä, mukaan lukien metaanitioli – CH3SH ja hiilidisulfidi – CS2. Rikkipohjaisten yhdisteiden läsnäolo heijastaisi biosignature-teorioita varhaisesta elämästä maapallolla, jotka olivat olemassa ennen hapen leviämistä, ja se oli hallitseva elinolosuhteet maapallolla vähintään 1,500,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX vuoden ajan.