Biosignatūra yra cheminis arba fizinis procesas, kurį galima aptikti per atstumą ir kuris rodo gyvų organizmų buvimą tam tikrame regione. Ši sąvoka dažnai naudojama astrobiologijos srityje, kuri yra biologijos šaka, kuri ieško gyvybės už Žemės, oro ir jūros aplinkos ribų. Biologinio žymens, nurodančio, ar Marso planetoje egzistavo gyvybė praeityje ar dabar, paieškoms vis daugiau dėmesio skiriama astrobiologijoje nuo tada, kai JAV misijos Vikingas I ir II buvo išsiųstos ten ieškoti gyvybės aštuntojo dešimtmečio viduryje iki devintojo dešimtmečio pradžios, ir zondai. į kitus Saulės sistemos regionus tęsė paieškas. Laukas pradėjo plėstis nuo 1970 m., tačiau dėl to, kad už Žemės Saulės sistemos ribų buvo aptikta dešimtys ekstrasaulinių planetų. Manoma, kad nedidelė dalis šių planetų savo dydžiu ir struktūra yra panašios į Žemę ir gali turėti biosignatūrų astrochemiją, rodančią galimybę palaikyti gyvybę.
Supratimas apie būtinas sąlygas planetos gyventi bent primityvioms gyvybės formoms, tokioms kaip bakterijos, vystėsi XX ir XXI amžiais. Taip yra todėl, kad mokslas atrado Žemėje esančių organizmų biologinį požymį tokiuose regionuose kaip gilios povandeninės ugnikalnių angos, kurios anksčiau buvo manoma, kad jos buvo visiškai nesvetingos visoms gyvybės formoms. Tokių organizmų atsparumas gyventi sąlygomis, kuriose nėra šviesos ir deguonies, esant ekstremalioms temperatūroms ir slėgiui, rodo, kad gyvybės kituose pasauliuose biologinis parašas gali būti platesnis, nei manyta anksčiau.
Vis dar laikoma, kad skysto vandens buvimas yra būtinas bet kokiai gyvybei už Žemės ribų. Nors kadaise buvo manoma, kad skystas vanduo Saulės sistemoje yra retas, egzistuojantis tik pačioje Žemėje, šis požiūris pasikeitė XXI amžiuje. Tiek Europa, tiek Callisto, Jupiterio planetos palydovai, gali turėti skysto vandens požeminius vandenynus, o Enceladus, kuris yra Saturno palydovas, dabar žinoma, kad turi vandens pagrindu veikiančių ugnikalnių, kurie taip pat gali palaikyti pagrindinius gyvus organizmus. JAV „Phoenix Mars Lander“ 21 m. taip pat aptiko vandens pagrindo ledo požymių regione, nutolusiame nuo Marso poliarinių kepurių, o tai gali reikšti, kad po raudonosios planetos paviršiumi kadaise egzistavo arba tebevyksta bakterijų aktyvumas.
Nuo 2011 m. dabartiniam mokslui aptikti tolimų pasaulių bioindikatorių yra sudėtingiau, nes surasti pačius pasaulius yra sudėtinga. Tyrimo tikslas gali prasidėti susiaurinus žvaigždžių sistemų diapazoną iki raudonųjų nykštukų. Tai yra ir labiausiai paplitę žvaigždžių tipai, sudarantys apie 75 % visų Paukščių Tako galaktikos žvaigždžių, ir labiausiai tikėtina, kad jos turi planetų sistemas, kurios gali būti tinkamos gyventi dėl savo amžiaus ir buvimo pagrindinėje galaktikos žvaigždžių sekoje. .
M klasės nykštukinės žvaigždės yra vidutiniškai žymiai mažesnės ir vėsesnės nei Žemės Saulė, todėl aplink jas skriejančioms planetoms reikėtų storos atmosferos, kad gautų daugiau šviesos iš savo pirminių saulių nei Žemei. Tikimybė rodo, kad jei gyvybė egzistuoja už Žemės ribų, planetose aplink raudonąsias nykštukes ji būtų labiau tikėtina nei kitur. Žvaigždžių klasės, tokios kaip F, G ir K, kurios yra karštesnės ir ryškesnės kaip Saulė, taip pat yra gana retos, palyginti su raudonosiomis nykštukėmis, todėl moksliniai tyrimai sutelkti į M klasės žvaigždžių regionų tyrimą planetoms, turinčioms biologinį aktyvumą.
Tam tikros dujos atskirai arba kartu būtų aiškus potencialių gyvybės formų biologinis ženklas. Šios dujos taip pat ilgiau išgyventų aplink raudonąsias nykštukes besisukančių planetų atmosferoje ir jas būtų lengviau aptikti nei planetose, besisukančiose aplink karštesnes žvaigždes. Šie biologiškai aktyvūs junginiai yra metanas – CH4, azoto oksidas – N2O, chlormetanas – CH3Cl ir ozonas O2 arba O3 pavidalu.
Organizmų, gyvenančių sieros aplinkoje, netoli ugnikalnių angų, aptikimas Žemėje taip pat rodo, kad gyvybė gali klestėti anoksinėse planetose, kuriose yra mažai deguonies arba visiškai jo nėra. Todėl organiniai sieros junginiai taip pat būtų stiprus gyvybės rodiklis, jei jie būtų aptikti nežemiškose atmosferose, įskaitant metantiolį (CH3SH) ir anglies disulfidą (CS2). Sieros junginių buvimas atspindėtų biologinio parašo teorijas apie ankstyvą gyvybę Žemėje, kuri egzistavo prieš deguonies paplitimą ir buvo dominuojanti gyvenimo sąlyga Žemėje mažiausiai 1,500,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX metų.