Para la primera parte, hay varias respuestas.
El método más antiguo para detectar planetas era ver si el sol se tambaleaba. Esto requiere una gran masa en órbita, como un planeta o muchos. La naturaleza del bamboleo daría alguna indicación. Si se trataba de un simple movimiento, entonces probablemente era un solo planeta. Si el bamboleo era más complejo, por lo que no toda la masa en órbita tira en la misma dirección, entonces hay más de un planeta.
A continuación, hay luminosidad. Si un planeta va delante de un sol, la luminosidad disminuye muy ligeramente. Si el planeta tiene una atmósfera, entonces el espectro de luz cambiará. Las bandas de absorción para cada elemento químico y molécula en la atmósfera se mostrarán claramente. Las emisiones de un sol siguen una distribución definida, por lo que si comienza a ver agujeros en esa distribución que corresponden a moléculas que generalmente no existen en una estrella o en el espacio en forma gaseosa, puede estar seguro de que está viendo la composición química de un Atmósfera del planeta.
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Finalmente, hay observación directa. Esto sigue siendo increíblemente raro y requiere grandes conjuntos de radiotelescopios trabajando juntos como interferómetro. Con un interferómetro, superpones los bits que parecen interesantes. El ruido espacial aleatorio se cancelará porque es aleatorio, por lo que interferirá destructivamente consigo mismo, dejándolo solo con lo interesante y todo lo que es real, todo lo cual interferirá constructivamente para producir una imagen muy nítida y sin ruido. Se necesita mucho trabajo para detectar planetas directamente como este, pero la tecnología está mejorando.
Para determinar si hay vida, se aplican dos pruebas. El primero no debe ser requerido.
La primera prueba es para ver si el planeta tiene una temperatura adecuada para el agua líquida, con la línea de agua que se muestra claramente en la atmósfera, mostrando que el agua está realmente presente allí. Toda la vida conocida involucra agua, y el agua es una molécula asombrosa que puede existir en una gran variedad de formas, lo que la hace muy útil en química. Sin embargo, eso no es nada científico. La correlación no es causalidad.
La segunda prueba, que James Lovelock ideó, es la útil. Si una atmósfera es dinámicamente estable (es decir, varía alrededor de un estado fijo en un rango limitado) mientras contiene dos o más compuestos reactivos que no pueden coexistir, hay vida presente. Por estable, no solo quiero decir que retiene cantidades similares de los compuestos reactivos (aunque eso será cierto), o que hay algún tipo de hundimiento para los resultados, sino que casi nada está en equilibrio estático, solo equilibrio dinámico. En otras palabras, hay ciclos de X que parecen regular los ciclos de Y, en todos los ámbitos. No hay aumento local en la entropía. Habrá un aumento global, sí, esa es la ley. Simplemente no hay un aumento local, de manera constante y duradera. Esa es la vida en su forma más fundamental, sin tener en cuenta la composición real.
La vida inteligente no se busca de esta manera. Los astrónomos de SETI buscan patrones que aparentemente no son aleatorios, pueden identificarse positivamente como no locales a través de paralaje, poseen una onda portadora y pueden ser confirmados independientemente por un telescopio diferente en un momento diferente. Esto elimina las posibilidades de que el equipo o los errores de diseño creen la señal, o la basura espacial que refleja una señal originada en la Tierra que se refleja.
