2009年 ， 当时在哈佛大学的柯廷安和她的合作者韦斯利·特劳布丰富了这一领域 。 她们考虑了外星文明需要什么才能探测到地球上的生物特征气体 。 他们意识到 ， 像韦伯这样的望远镜在每次凌日过程中只能看到来自大气气体的微小信号 ， 因此 ， 为了获得统计上的确定性 ， 天文学家需要观察数十次甚至数百次凌日 ， 这将花费数年时间 。 根据这一认识 ， 天文学家开始在较暗、较冷的红矮星附近的近轨道上寻找行星 ， 那里的大气信号较少被恒星光淹没 ， 凌日重复更频繁 。
2017年 ， 天文学家宣布在一颗名为TRAPPIST-1的红矮星周围发现了7颗岩质行星 。 然后在9月 ， 又发现了SPECULOOS-2系统 。 这些恒星离我们很近 。 它们又暗又红 。 它们都有多个岩质行星 。 今年夏天 ， 韦伯太空望远镜建成并运行得比预期的还要好 。 在接下来的五年里 ， 它将花相当大的时间仔细观察这些由岩石组成的球体 ， 这些球体围绕着它们恒星旋转 。
外星生物2015年 ， 柯廷安成为卡尔·萨根研究所的创始主任 ， 此前她曾在哈佛大学任职 ， 后来在海德堡大学开设了自己的第一个实验室 。
20年来 ， 由于在21世纪初的达尔文任务中产生的一种挥之不去的怀疑 ， 一直是柯廷安思考的重点 。 当时的目标是将多岩石的温带行星的光谱与从远处看地球的光谱进行比较 ， 寻找明显的信号 ， 比如广泛的光合作用导致的氧气过剩 。 柯廷安的反对理由是 ， 在地球存在的最初20亿年里 ， 它的大气中没有氧气 。 然后又过了10亿年的时间氧气才积累到高水平 。 这种生物特征的最高浓度不是在今天的地球光谱中 ， 而是在白垩纪晚期的一个短暂窗口期 ， 当时原始鸟类在天空中追逐巨型昆虫 。
柯廷安担心 ， 如果没有一个好的理论模型来解释地球的光谱是如何变化的 ， 大型的行星寻找任务很容易就会错过一个 有生命的世界 。 她需要把地球想象成一颗随着时间进化的系外行星 。 为了做到这一点 ， 她采用了地球科学家詹姆斯·卡斯汀开发的全球气候模型 ， 它不仅可以分析地球的时间 ， 还可以分析完全不同的外星场景 。
除了她的大气模型 ， 柯廷安还花了十年的时间在地球上搜寻 ， 以收集一些天体生物学家的公共数据库 。 如果天文学家确实设法在系外行星光谱中发现一个异常的波动 ， 她的数据库可能提供破译它的关键 。
例如 ， 在一次去黄石国家公园的旅行中 ， 柯廷安惊叹于热池塘表面五颜六色的微生物浮层 。 这使得她和同事们在培养皿中培养了137种细菌 ， 然后发表了它们的光谱 。 受到另一位同事在北极钻探冰芯工作的启发 ， 柯廷安的团队分离出80种喜欢寒冷的微生物 ， 这些微生物与冰星球上可能进化出的微生物类似 ， 并于今年3月发布了这些光谱的参考数据库 。
其他的世界可能是生物荧光的 。 在地球上 ， 珊瑚等生物荧光生物通过吸收紫外线并将其作为可见光重新发射 ， 来保护自己免受紫外线的伤害 。 考虑到像TRAPPIST-1这样的红矮星系统中的行星沐浴在紫外线辐射中 ， 柯廷安认为那里的外星生命可能会进化出类似的过程 。
地图上的第一个点第一批生物特征将是微小的、模棱两可的信号 。 2020年秋天 ， 西格尔的研究小组宣布 ， 他们在金星的上层大气中发现了一种名为磷化氢的不同寻常的化合物 。 金星是一颗闷热、酸洗的行星 ， 通常被认为是无菌的 。 在地球上 ， 磷化氢通常由微生物产生 。 虽然某些非生物过程也可以在特定条件下产生这种化合物 ， 但该团队的分析表明 ， 这些过程不太可能发生在金星上 。 在他们看来 ， 这使得微小漂浮的金星生物成为一个合理的解释 。
一些专家重新分析了金星的数据 ， 得出的结论是 ， 磷化氢信号只是海市蜃楼：这种化学物质根本就不存在 。
寻找系外行星生物特征的下一阶段取决于韦伯对TRAPPIST-1行星的揭示 。 在它们的天空中看到真正的生物信号可能是不太可能的 。 但该望远镜可以探测到二氧化碳和水蒸气的比例 ， 这与基于地球和金星的模型预测的比例一致 。 这将证实 ， 建模者对哪些地球化学循环在银河系中起作用 ， 以及哪些世界可能真正适合居住有了良好的处理能力 。 发现更意想不到的东西将有助于研究人员修正他们的模型 。
更糟糕的可能性是 ， 这些行星根本没有大气层 。 众所周知 ， 像TRAPPIST-1这样的红矮星会发射太阳耀斑 ， 可以剥离除光秃秃的岩石之外的一切 。
