De zoektocht naar buitenaards leven verloopt tot op heden uiterst moeizaam; onze methoden om vast te stellen of een planeet leven kan herbergen, schieten veelal tekort. Zeker als we planeten op grote afstand van de aarde onder de loep willen nemen. De opwinding is dan ook groot nu wetenschappers een manier gevonden hebben om – met onze beperkte middelen – de jacht op aliens tóch een impuls te geven.
Is er buitenaards leven? Nu we over steeds krachtigere telescopen beschikken, hadden wetenschappers gehoopt dat we een antwoord op die vraag konden gaan vinden. Maar dat valt een pietsje tegen. Want hoewel wetenschappers allerlei manieren hebben bedacht waarop we aliens kunnen opsporen, blijken de instrumenten die we daarvoor kunnen gebruiken in veel gevallen toch nog veel te primitief.
Water
Zo wordt er in de zoektocht naar buitenaards leven op dit moment vaak allereerst gekeken of een planeet waarvan vermoed wordt dat deze weleens leven zou kunnen herbergen, water bezit. De aanwezigheid van vloeibaar water is namelijk één van de belangrijkste vereisten voor leven zoals wij dat hier op aarde kennen. Maar vaststellen of een planeetoppervlak vloeibaar water herbergt, is nog niet zo gemakkelijk, zo vertelt onderzoeker Julien de Wit. Want die zoektocht valt, zeker als deze zich focust op verre planeten “al snel buiten de kaders van wat zelfs de modernste observatoria kunnen waarnemen.” Maar De Wit en collega’s hebben nu goed nieuws. “Wij hebben eindelijk een manier gevonden waarmee we (met de huidige observatoria, red.) kunnen vaststellen of er water aanwezig is op verre planeten.” Het onderzoek is gepubliceerd in het blad Nature Astronomy.
Hoe werkt het?
In plaats van te zoeken naar water, stellen De Wit en collega’s voor om te zoeken naar een element dat in aanwezigheid van water juist vaak schittert in afwezigheid of beperkte aanwezigheid. Heel concreet hinten ze er in hun studie op dat een laag CO2-gehalte in de atmosfeer een indirecte aanwijzing kan zijn voor de aanwezigheid van grote hoeveelheden water aan het oppervlak, zoals bijvoorbeeld complete oceanen. Het is de eerste bruikbare methode waarbij we hedendaagse technologie kunnen gebruiken om de aanwezigheid van water op verre planeten vast te stellen.
Schitterend water
De aanwezigheid van water wordt dus als cruciaal ervaren om een planeet als leefbaar te bestempelen. Momenteel wordt dat water vooral gevonden door te kijken naar schitteringen; sterlicht dat reflecteert vanaf vloeibare oppervlakten. Op deze manier is er bijvoorbeeld ook water gevonden op Titan, de grootste maan van Saturnus. Het spotten van schitteringen werkt voor planeten in de buurt dus best goed, maar het wordt een stuk lastiger op het moment dat je planeten wilt onderzoeken die een heel stuk verder weg staan. In dat geval zijn de schitteringen niet meer zo duidelijk en zijn er dus andere manieren nodig waarmee de aanwezigheid van water bevestigd kan worden.
Lokale inspiratie
Voor de nieuwe methode hebben de wetenschappers in eerste instantie gekeken naar de planeten in ons zonnestelsel. Ze richtten zich daarbij op de aarde, Venus en Mars. Van deze planeten herbergt op dit moment – voor zover we weten – alleen de aarde oppervlaktewater én leven. Wat de onderzoekers tijdens het onderling vergelijken van deze planeten vooral opviel, was dat de aarde significant minder CO2 in de atmosfeer heeft dan zowel Venus als Mars. De aanwezigheid van een sterke watercyclus op aarde speelt hierin een sleutelrol. Zo slaan de oceanen een zeer grote hoeveelheid CO2 op, waardoor er dus een stuk minder CO2 in de atmosfeer zit. Echter is het hiervoor dus wel belangrijk dat er überhaupt een atmosfeer is om koolstofdioxide in op te slaan. Ook hierbij kan het zoeken naar CO2 een handje helpen. “Koolstofdioxide kan veel infrarood licht absorberen,” legt de Wit uit. “Dit kan makkelijk worden waargenomen in de atmosfeer van exoplaneten. Zo’n vondst kan dan al snel de aanwezigheid van een atmosfeer verklappen.”
Zuurstof
Echter is de aanwezigheid van water – en een atmosfeer – volgens de wetenschappers nog maar de eerste stap in het bepalen van de aanwezigheid van buitenaards leven. Voor een volgende stap is het heel belangrijk om te kijken of er zuurstof aanwezig is in de atmosfeer. Het nadeel van zuurstof is echter dat deze stof erg lastig te detecteren is. Hiervoor hebben de onderzoekers een oplossing bedacht: er kan gekeken worden naar de aanwezigheid van ozon, omdat de vorming hiervan het resultaat is van zuurstof dat in de atmosfeer reageert met sterlicht.
Praktisch plan
Het onderzoek is van groot belang, omdat wetenschappers al lange tijd bezig zijn met het verzinnen van betere manieren waarop we kunnen vaststellen óf er buitenaards leven aanwezig is of niet. Het probleem bij veel van de ideeën en theorieën die hieruit voortkomen is echter dat ze veel modernere technologie vereisen om te werken en dus nog niet bruikbaar zijn. Het meest significante aspect van de nieuwe methode is dan ook dat we zowel ozon- als CO2-gehaltes al zouden moeten kunnen meten met de technologie van vandaag, zoals met de James Webb-ruimtetelescoop. Zo absorbeert vooral CO2 infrarood licht heel erg goed, en zou de James Webb-telescoop dit infrarode licht moeten kunnen detecteren. De wetenschappers leggen uit dat als er vervolgens ook ozon wordt gespot, het zeer waarschijnlijk is dat dit het gevolg is van buitenaards leven dat CO2 heeft omgezet in zuurstof, dat op zijn beurt weer heeft gereageerd met sterlicht in de atmosfeer. Amaury Triaud heeft ook meegewerkt aan het onderzoek. Triaud legt uit: “als we ozon detecteren, is het waarschijnlijk dat dit het gevolg is van buitenaards leven dat koolstofdioxide heeft omgezet in zuurstof. Het buitenaards leven zou in zo’n geval dan ook meteen significant zijn. Zo hebben we het niet over een paar kleine bacteriën, maar is het waarschijnlijker dat er veel biomassa verspreid is over de hele planeet.” Denk bijvoorbeeld dus aan oerwouden die op grote schaal koolstofdioxide om kunnen zetten.
Voor een eerste onderzoek wil het team kijken naar het planetenstelsel TRAPPIST-1, dat ongeveer 40 lichtjaar van ons vandaan is. De Wit sluit af: “We hebben nu een stappenplan waarmee we leefbare planeten kunnen vinden. Als we samenwerken zou het mogelijk moeten zijn om de komende jaren een flink aantal grote ontdekkingen te doen.”
