#3 | Bewijs voor buitenaards leven
Eencellige bacteriën op een verre planeet
Door Marit Bonne
By Marit Bonne
Marit Bonne
Wie op een onbewolkte nacht na een avondje Warhol naar huis fietst, hoeft slechts naar boven te kijken om ze te zien: ontelbare lichtpuntjes. Sommigen vormen de contouren van een steelpan, anderen bekleden als willekeurige verfspatten de donkere achtergrond. Wat verschuilt zich tussen die sterren ver buiten ons zonnestelsel?
Of het een versie is van de grijze marsmannetjes, een kolonie bacteriën of juist iets er tussenin, daar kan Floris van der Tak geen uitspraak over doen. Maar dat er buitenaards leven bestaat, weet de hoogleraar astrochemie en -biologie zeker. ‘Zo bijzonder is de aarde nou ook weer niet.’
Hard bewijs voor leven op andere planeten – een heilige graal binnen de astronomie – ontbreekt echter nog. En daar hoopt Van der Tak iets aan te doen.
Zo’n ontdekking zal de manier waarop we over leven nadenken op zijn kop zetten, denkt hij, om nog maar te zwijgen over de nieuwe wegen van onderzoek die het opent. Werkt dat buitenaardse leven hetzelfde als op aarde? En zo nee, hoe dan wel? ‘Het antwoord op de vraag of er buitenaards leven is, roept eigenlijk alleen maar meer vragen op.’
Ruimtetelescopen
Hoewel natuurkundigen de laatste decennia grote stappen zetten op dit gebied, laat de technologie nog wat te wensen over. Huidige telescopen in de ruimte, zoals de James Webb-telescoop, zijn niet gevoelig genoeg om sporen van leven op planeten buiten ons zonnestelsel te meten.
Zo bijzonder is de aarde nou ook weer niet
Maar de zoektocht naar buitenaards leven staat allesbehalve stil. Eind volgend jaar wordt de PLATO-telescoop gelanceerd, die de grootste inventarisatie van exoplaneten tot nu toe moet gaan maken. De schatkaart die hieruit volgt, neemt zijn grote broer LIFE mee. Rond 2045 gaat deze ruimtetelescoop op expeditie om de atmosfeer van aardachtige planeten rondom zonachtige sterren te onderzoeken. Jawel, op tekenen van leven.
Bij LIFE is ook Van der Tak betrokken. Met zijn team houdt hij zich bezig met de optica van de telescoop, waardoor deze beter naar de – relatief kleine – aardachtige planeten kan ‘kijken’. De telescoop gaat de atmosfeer van deze exoplaneten afspeuren naar onnatuurlijke toestanden: een cocktail van moleculen die op het eerste gezicht niet logisch zijn.
Biosignalen
Hier op aarde is daar een goed voorbeeld van. ‘Methaan en zuurstof komen allebei in de aardse atmosfeer voor’, vertelt Van der Tak. ‘Eigenlijk gek, want die twee reageren uitermate goed met elkaar.’ Volgens de theorie zouden wetenschappers daarom een andere cocktail verwachten dan ze in werkelijkheid zien. Er is dus iets wat deze balans van moleculen verstoort – een levend iets.
Omdat het team van Van der Tak nu eenmaal geen uitstapje naar een exoplaneet kan maken, gebruiken ze ruimtetelescopen, zoals LIFE, die detecteren wat voor stoffen er in de atmosfeer van een aardachtige planeet zitten en of er sporen van leven te vinden zijn, zogenaamde biosignalen.
Klinkt simpel, is het niet. Planeten die qua temperatuur op aarde lijken, staan ook dicht bij hun persoonlijke ster, zoals de aarde relatief dicht bij de zon staat. ‘Zo’n ster is vaak zo fel, dat het de planeet compleet overbelicht’, zegt Van der Tak. Het enige wat je dan ziet is de ster, terwijl hij juist benieuwd is naar de bijbehorende planeet.
Ooglapjes en lachspiegels
‘Om de planeet toch te kunnen onderzoeken, moet je het felle licht van de ster weg zien te halen’, legt hij uit. En dus werken ingenieurs in onder meer Groningen en Dwingeloo aan handige technologische snufjes die veranderen hoe de lens van een telescoop werkt, waardoor de planeet goed zichtbaar wordt.
Om de planeet te onderzoeken, moet je het felle licht van de ster weghalen
Zo ontwierpen de wetenschappers een heus ooglapje voor de telescoop dat de felle ster afdekt. Andere snufjes zijn buigbare spiegels – een soort lachspiegels – die eens per seconde kunnen vervormen. Wanneer wetenschappers deze juist afstellen, weerkaatsen de spiegels het overheersende licht van de ster.
‘Na het afschermen van de felle ster meet je het licht van de planeet’, zegt Van der Tak. ‘Hier maak je dan een lichtspectrum van: dan weet je precies wat voor moleculen er in de atmosfeer zitten.’
Tekenen van leven
En daar zit hem de truc. Sommige van die moleculen zijn namelijk een teken van leven. Zo zijn er specifieke gassen die door eencellige microben worden gemaakt, bijvoorbeeld fosfine of dimethylsulfaat. Maar, waarschuwt Van der Tak, deze stoffen zijn niet op élke planeet een teken van leven.
Soms zijn ze al op een aardachtige planeet aanwezig, wat bij de media nog wel eens voor misverstanden zorgt. ‘Een tijdje geleden kopten de kranten dat er leven op Venus was gevonden. Het was een heel ding’, vertelt hij.
Wat bleek? Wetenschappers vonden fosfine in de atmosfeer van onze witte buurplaneet. ‘Maar Venus heeft een atmosfeer waar fosfine al van nature voorkomt.’ Vals alarm dus. De context van zo’n vondst is heel belangrijk, benadrukt Van der Tak.
Water
Niet op elke planeet kan namelijk leven ontstaan. Een belangrijke factor is de temperatuur: deze moet ongeveer net zo warm zijn als de aarde. Een prettige bijkomstigheid daarvan is dat water dan vloeibaar is, en dat is gunstig voor mogelijk buitenaards leven.
Ons leven als mens is ook begonnen op slechts één continent
Chemische processen die essentieel zijn voor levende organismen hebben namelijk veel baat bij vloeistoffen, omdat ze ideaal werken als oplos- en transportmiddel – veel beter dan vaste stoffen of gas. ‘Water is bij veel temperaturen vloeibaar en dus heel geschikt als uitgangspunt voor leven.’
Zulk leven ‘hoeft zeker niet te lijken op het aardse leven’, zegt Van der Tak. Maar dat uitgangspunt maakt de zoektocht wel een stuk eenvoudiger. ‘Je weet immers waar je naar zoekt.’
Overigens hoeven we niet eens ons zonnestelsel uit om te leren over andere vormen van leven. Volgens de hoogleraar kan Titan, een maan van Saturnus, ons veel vertellen over buitenaards leven en hoe dit eruit kan zien. ‘Titan heeft net als de aarde een atmosfeer, maar is een stuk kouder. En je kunt zelfs door die atmosfeer heen vliegen, waardoor de maan heel makkelijk te onderzoeken is.’
Eencellige bacteriën
Of we de vondst van buitenaards leven nog gaan meemaken? Grote kans, denkt Van der Tak. Stap voor stap komen wetenschappers in elk geval steeds dichter bij die heilige graal, maar het is waarschijnlijker dat dit eencellige bacteriën zijn dan grijze aliens met lange vingers en zwarte ogen.
Dat er tot nu toe nog geen signaal is gevonden van buitenaards leven in beschavingen, is volgens hem ook niet zo gek: evolutie berust immers op heel veel toeval. ‘Ons leven als mens is ook begonnen op slechts één continent, dus dat laat al zien hoe selectief het is.’
Zijn er dan echt nergens in het heelal levensvormen zoals de mens? Van der Tak: ‘Misschien zijn er lichtjaren verderop wel organismen die zich hetzelfde afvragen.’