Wetenschappers zouden met de Webb-telescoop mogelijk al binnen enkele uren sporen van microbieel leven kunnen ontdekken.
Een van de meest intrigerende vragen die de mensheid bezighoudt, is zonder twijfel: zijn we alleen in het universum? Het vinden van een antwoord op die vraag is echter complex, hoewel de zoektocht naar buitenaards leven in een rap tempo vordert. Wetenschappers ontdekken steeds meer planeten die mogelijk bewoonbaar zijn en ontwikkelen geavanceerdere telescopen die ons in staat stellen om verder te kijken dan ooit tevoren. Toch blijft doorslaggevend bewijs nog uit. Maar misschien komt daar binnenkort verandering in, want onderzoekers hebben een verrassende en vernieuwende benadering bedacht om leven op verre planeten op te sporen.
Gassen
De onderzoekers raden aan om niet langer uitsluitend naar zuurstof te zoeken, maar juist naar een specifiek type gas: de methylhalogeniden. Deze gassen bestaan uit een methylgroep met een koolstofatoom en drie waterstofatomen, verbonden met een halogeenatoom zoals chloor of broom. Op aarde worden ze vooral geproduceerd door bacteriën, zee-algen, schimmels en sommige planten. “Het is op dit moment lastig, zo niet onmogelijk, om zuurstof te detecteren op een aardachtige planeet”, legt onderzoeker Michaela Leung uit. “Maar op Hyceaanse planeten (hypothetische exoplaneten met een oceaan van vloeibaar water en een waterstofrijke atmosfeer, red.) bieden methylhaliden een unieke kans om met de huidige technologie aanwijzingen voor leven te vinden.”
Hyceaanse planeten
Een belangrijk punt in de zoektocht naar methylhaliden is dat exoplaneten die op de aarde lijken, te klein en te zwak verlicht zijn om gezien te worden met de James Webb-telescoop, de grootste telescoop die momenteel in de ruimte actief is. In plaats daarvan zou James Webb zich moeten richten op grotere exoplaneten die draaien om kleine rode sterren, en die diepe wereldwijde oceanen en dikke waterstofatmosferen hebben, zo betogen de onderzoekers. Deze zogenaamde Hyceaanse planeten zijn ongeschikt voor mensen om te leven, maar bepaalde microben zouden er wel kunnen gedijen. “In tegenstelling tot aardachtige planeten, waar atmosferische verstoringen en de beperkingen van de telescoop het moeilijk maken om biosignaturen op te sporen, geven Hyceaanse planeten een veel duidelijker signaal”, stelt astrobioloog en mede-auteur Eddie Schwieterman.
Beste strategie
De onderzoekers geloven dan ook dat het zoeken naar methylhaliden op Hyceaanse planeten momenteel de beste strategie is. Hoewel levende organismen op aarde methylhaliden produceren, komen deze gassen in lage concentraties voor in onze atmosfeer. Omdat Hyceaanse planeten een heel andere atmosfeer hebben en rond een andere soort ster draaien, zouden deze gassen zich daar kunnen ophopen en van lichtjaren afstand zichtbaar kunnen zijn.
Makkelijker
Het vinden van deze gassen zou volgens de onderzoekers bovendien makkelijker kunnen zijn dan het zoeken naar andere biosignaturen die wijzen op leven. “Een groot voordeel van het zoeken naar methylhaliden is dat je ze misschien al binnen 13 uur kunt opsporen met de James Webb-telescoop”, vermoedt Leung. “Dat is vergelijkbaar met – of zelfs veel korter dan – de tijd die nodig is om gassen zoals zuurstof of methaan te detecteren. Minder tijd met de telescoop betekent lagere kosten.”
Microben
De onderzoekers hebben ook al een beeld van het soort leven dat ze hopen te ontdekken.“Als we microben zouden ontdekken, zouden ze anaeroob zijn”, denkt Schwieterman. Anaeroob betekent dat een organisme kan overleven en groeien zonder zuurstof. Deze organismen gebruiken andere stoffen, zoals sulfaten of nitraten, in plaats van zuurstof voor hun metabolisme. “Ze zouden zich hebben aangepast aan een totaal andere omgeving, en het is moeilijk voor te stellen hoe dat eruit zou zien”, vervolgt Schwieterman. “We kunnen echter wel zeggen dat deze gassen een logische metabole afbraak zouden kunnen zijn.”
Aanwijzingen voor leven
Het onderzoek bouwt voort op eerder werk over verschillende biosignatuur-gassen, zoals dimethylsulfide, een andere mogelijke aanwijzing voor leven. Methylhaliden lijken echter vooral veelbelovend vanwege hun sterke absorptie van infrarood licht en hun potentieel om in hoge concentraties aanwezig te zijn in een waterstofrijke atmosfeer.
Universum
De onderzoekers hebben hoge verwachtingen. “Als we methylhaliden op meerdere planeten zouden ontdekken, zou dat kunnen betekenen dat microbieel leven overal in het universum voorkomt”, stelt Leung. “Dit zou onze visie op de verspreiding van leven en de processen die het ontstaan ervan aandrijven, ingrijpend veranderen.”
LIFE
Hoewel de James Webb-telescoop momenteel de beste tool is voor dit onderzoek, zouden toekomstige telescopen, zoals de voorgestelde Europese LIFE-missie, het detecteren nog gemakkelijker kunnen maken. Als LIFE in de jaren 2040 wordt gelanceerd zoals gepland, zou het binnen een dag de aanwezigheid van deze biosignaturen kunnen bevestigen.
Andere planeten en gassen
In de toekomst willen de onderzoekers hun onderzoek uitbreiden naar andere soorten planeten en gassen. Zo hebben ze al metingen verricht van gassen die vrijkomen uit de Salton Sea (een endoreïsch zoutmeer in het zuiden van de Amerikaanse staat Californië), een gebied waar halogeenhoudende gassen zoals chloroform ontstaan. “We willen ook andere stoffen meten die in extreme omgevingen op aarde worden geproduceerd, omdat die mogelijk vaker voorkomen op andere plekken in het universum”, zegt Schwieterman.
Al met al zorgt deze studie, met zijn vernieuwende benadering, voor een nieuwe wending in de zoektocht naar buitenaards leven. Hoewel directe bemonstering van exoplaneet-atmosferen nog toekomstmuziek is, maken technologische vooruitgangen het steeds waarschijnlijker dat we antwoorden vinden op de eeuwenoude vraag: zijn we alleen in het heelal? “Mensen zullen waarschijnlijk niet snel een exoplaneet kunnen bezoeken”, merkt Schwieterman op. “Maar weten waar we moeten zoeken en wat we moeten zoeken, zou de eerste stap kunnen zijn in het ontdekken van leven buiten de aarde.”
