De aarde leeft. Zodra de planeet genoeg afgekoeld was om leven te herbergen, dook er vrijwel onmiddellijk ook leven op. Inmiddels zit het overal, en laat het ook zijn sporen na. Er zijn plekken waar je op metersdikke lagen dode wezens loopt, de zuurstof die we inademen is afkomstig uit levende cellen. Ook op plekken waar je het niet verwacht, duiken levende wezens op: in de wolken, in kokend hete waterbronnen, kilometers diep onder de grond. Je zou haast denken dat het supersimpel is, leven, ook al lukt het de meesten van ons maar één keer.
Dat valt dus vies tegen. De maan is steriel, lijkt het. Of dat voor onze buurplaneten ook geldt, is nog onduidelijk, maar tot nu toe leverden onderzoeken en expedities in elk geval geen bewijs voor buitenaards leven op. Toch is hoogleraar observationele astrofysica Ignas Snellen optimistisch. ‘Als leven algemeen voorkomt, en de natuur vriendelijk is voor ons, zouden we de eerste aanwijzingen voor buitenaards leven dit decennium nog moeten kunnen vinden’, schreef hij eerder dit jaar in Europhysics News. Zaterdag zal hij het nog een keer vertellen, op een van de Lentelezingen die sterrenkunde elk jaar organiseert.
In zijn werkkamer op de Leidse Sterrewacht heeft hij er nog wel een extra nuancering bij. ‘Duidelijk bewijs dat ergens anders dan op aarde leven is, zullen we denk ik niet meer krijgen in mijn leven.’ Over het verschil tussen aanwijzingen en bewijs straks meer. Eerst: hoe zit het met die vriendelijkheid van de natuur?
Telescopen
De reden dat Snellen denkt dat het binnen tien jaar raak kan zijn, is dat er twee grote sterrenkijkers bijkomen. De James Webb-ruimtelescoop die NASA’s succesvolle Hubble moet gaan opvolgen, zou na jaren vertraging volgend jaar dan toch echt moeten worden gelanceerd. En de Extremely Large Telescope in de bergen van Chili is volgens de huidige planning in 2026 klaar. Beide kijkers bieden op hun eigen manier een scherpere blik op het heelal dan we nu hebben, en Snellen weet al precies wat hij ermee wil zien: exoplaneet-atmosferen.
Exoplaneten zijn planeten buiten ons zonnestelsel. De atmosfeer van een planeet geeft je een hoop informatie over wat er in of op die planeet gebeurt, en in theorie zelfs of er leven is. Een buitenaards wezen dat met een telescoop naar de aarde kijkt, zou onze zuurstofrijke lucht als een teken beschouwen dat hier wel eens wat aan de hand zou kunnen zijn.
Als je een foto maakt van een exoplaneet, zie je het licht dat van die planeet afkomt en dus (twee keer) door de atmosfeer van die planeet is gegaan. Aan de samenstelling van golflengtes – het spectrum – van dat licht kun je iets aflezen over de atmosfeer. Dan is het dus wel zaak om het licht van de planeet en het licht van de ster waar die planeet omheen draait, strikt van elkaar te scheiden. ‘Ons vermogen om dat te doen, is sterk afhankelijk van de afstand’, legt Snellen uit. ‘Tien keer verder weg betekent duizend keer zo moeilijk.’
Als de natuur vriendelijk is, is er veel leven in onze Melkweg, óf is het zeldzaam maar toevallig wel net aanwezig bij ons in de buurt. Helemaal dichttimmeren dat zo’n exo-atmosfeer wel uitgeademd moet zijn, is echter zo eenvoudig niet. Er zijn geochemische processen denkbaar waarbij een planeet een zuurstofrijke atmosfeer heeft zonder dat er leven aan te pas komt, en hetzelfde geldt voor andere mogelijke indicatoren van leven zoals methaangas. (Zie ook: 'Wat als elke planeet levenloos is?')
Niet dat Snellen per se op zoek is naar leven, trouwens. ‘Daar houd ik mij in het dagelijks leven niet mee bezig. Het is meer een kapstok, al is het goed om een doel te hebben om naartoe te werken.’
Hoe meer planeten we kunnen vinden hoe beter, legt hij uit. ‘Er is veel meer begrip nodig van hoe atmosferen werken. Van Mars, Venus en de aarde weten we dat vrij aardig, maar die zijn totaal verschillend. In mijn onderzoeksgroep kijken we naar de atmosferen van zogeheten hot Jupiters, reusachtige gasplaneten die heel dicht bij hun ster staan. Die zijn ook weer volkomen anders, en dit soort planeten komt in ons eigen zonnestelsel niet eens voor. Je moet kijken naar alles wat zich voordoet, en daar begrip uit kweken.
‘Als Charles Darwin in zijn hele leven maar drie planten en dieren had gezien, zou hij ook nooit met een evolutietheorie zijn gekomen. Als we bij de atmosferen van de planeten die we waarnemen al voor een raadsel komen te staan, wat moet je dan met afwijkende spectra bij de aardachtige planeten die we straks op de foto krijgen? Er zit ook een technisch aspect aan het waarnemen van hete Jupiters. We leren hoe we zulke waarnemingen moeten doen, en welke instrumenten we moeten bouwen.’ Dat hielp bijvoorbeeld bij het ontwikkelen een van de meetinstrumenten die in de Chileense reuzentelescoop gaan komen.
Even voor de duidelijkheid: als biologen en sterrenkundigen het hebben over buitenaards leven, dan bedoelen ze daar wat anders mee dan Hollywood. Natuurlijk zouden Engels sprekende, op twee benen lopende en technologie gebruikende aliens een welkome ontdekking zijn, maar zo hoog ligt de lat niet. Dat schuim dat je op het strand vindt na een storm, of die gele plekken op je dakpannen? Dat is het soort leven waarvoor wetenschappers de vlag zouden uithangen als ze er sporen van konden terugvinden in een exo-atmosfeer.
Not as we know it
Een groot probleem is natuurlijk dat, bij gebrek aan daadwerkelijke voorbeelden van buitenaards leven, we het risico lopen een hoop over het hoofd te zien. Als we alleen maar zoeken naar de atmosferische vingerafdrukken van biologie die lijkt op die van de aarde, dan missen we dus al het life, not as we know it.
Maar ja, hoe zouden sterrenkundigen moeten zoeken naar iets waarvan ze niet weten hoe het eruit ziet? Bovendien: ‘We weten niet zoveel van leven, maar wel van scheikunde’, zoals de hoogleraar het samenvat. ‘Het is niet zo raar dat al het leven op aarde gebaseerd is op koolstof, want dat is veelzijdig en vormt stabiele moleculen. De vele chemische reacties die bij leven komen kijken, maken dat een oplosmiddel nodig is. Water is een goed oplosmiddel, en het komt overal voor. Dat zijn goede redenen om te zoeken naar leven dat lijkt op het onze.’
En wat als we het vinden? Wat maakt een plak buitenaards korstmos op een planeet die we met geen mogelijkheid kunnen bereiken nou helemaal uit? ‘Ik denk dat de filosofische impact heel groot zou zijn’, zegt Snellen. ‘Het lijkt altijd alsof de astronomie alleen maar bezig is met dingen die heel ver weg staan, maar eigenlijk willen we vooral dingen leren over onszelf. Hoe past de aarde, hoe past de mensheid, in het grote plaatje?’
Prof. Dr. Ignas Snellen,
Exoplaneten en de zoektocht naar buitenaards leven.
Kaiser Lentelezing, Oude Sterrewacht, zaterdag 14 maart, 14:00