Buitenaards leven: de ontdekking

Zestig jaar luisteren naar radiosignalen uit ons sterrenstelsel leverde niets op, de talloze ruimtesondes die naar verschillende planeten in het zonnestelsel zijn gestuurd, detecteerden geen leven, en ook telescopen zien vooralsnog een levenloos universum. We geven de zoektocht naar buitenaards leven echter nog niet op: we lanceren nieuwe observatoria, zoals eind vorig jaar ruimtetelescoop James Webb die het universum haarscherp in kaart brengt.

Verwacht van James Webb echter ook geen zwaaiende aliens of radioboodschappen, maar in plaats daarvan spectra van verre werelden, grafieken die aangeven welke kleuren licht er zijn. Daaruit kunnen astronomen de samenstelling van een planeetatmosfeer afleiden, bijvoorbeeld of er water in zit. Wetenschappelijk interessant, maar het is bij lange na geen eenduidig signaal van leven in de kosmos.

Exoplaneten, ofwel planeten rondom andere sterren, vormen een van de focuspunten voor het vinden van buitenaards leven. Niet alleen is het enige leven dat we kennen – wijzelf – woonachtig op een planeet, ook blijkt het rondom andere sterren dan de zon te wemelen van de planeten. Telescopen hebben er inmiddels ruim vijfduizend ontdekt, en dit is waarschijnlijk het topje van de ijsberg. Wetenschappers gaan ervan uit dat rondom vrijwel elke ster een of meerdere planeten draaien. En sommige van die werelden lijken omstandigheden, zoals temperatuur en samenstelling, te hebben die goed zijn voor leven – voor organismen zoals wij die kennen althans.

De regel is simpel: hoe groter je telescoop, hoe kleiner de details die je ermee kunt waarnemen. In een artikel rekent Labeyrie voor hoe groot de spiegel van een telescoop moet zijn om continenten op een aardachtige planeet rondom een ‘buurster’ te kunnen zien: 150 kilometer. Dat is bijna vierduizend keer groter dan de grootste optische telescoop die we nu bouwen: de Extremely Large Telescope heeft een spiegel van 39 meter. Zoiets op aarde bouwen is vrijwel onmogelijk, maar Labeyrie denkt dat dit wel in de ruimte lukt. Zijn idee is om een zwerm van kleine spiegels te lanceren en die nauwkeurig te positioneren, zodat ze als het ware samenwerken als één grote spiegeltelescoop die het beeld van een verre wereld uitvergroot. Hij noemt dit concept een hypertelescoop.

Het systeem staat in de kinderschoenen en Labeyrie moet het naar eigen zeggen doen met een bescheiden budget van enkele duizenden euro’s per jaar. Maar na tien jaar werken concludeert Labeyrie aan de hand van tests met twee spiegels dat het principe werkt. Wat je hebt aan een plaatje van een exoplaneet in de zoektocht naar buitenaards leven? Misschien zie je sporen van vegetatie, of zoals Labeyrie in zijn artikel schrijft, lasercommunicatie of lichtvervuiling van steden. Hij heeft naar eigen zeggen voorstellen gedaan aan ruimtevaartorganisaties, maar heeft daar nog geen reactie op gehad.

Stam van de TU Delft stelt dat het realiseren van een hypertelescoop in de ruimte technisch enorm lastig is, maar dat het in principe werkt. Astronoom en schrijver van het boek Planetenjagers Lucas Ellerbroek denkt dat het realiseren van een telescoop op deze schaal ‘supercomplex’ is. Toch vindt hij het wel een interessant idee. “Dit is wat we nu op aarde al doen met radiotelescopen die we met elkaar verbinden om zo een observatorium te maken dat zo groot is als de aarde zelf”, zegt Ellerbroek. De afgelopen jaren lukte het daarmee om afbeeldingen te maken van zwarte gaten.

Technisch obstakel

Hoe realistisch is de 800 kilometer grote ruimtetelescoop voor zichtbaar licht uit het toekomstscenario aan het begin van dit artikel? Het lanceren van duizenden spiegels lijkt het probleem niet, ruimtevaartbedrijven zoals SpaceX lanceren aan de lopende band satellieten. Het grootste technische obstakel voor deze telescoop is het nauwkeurig afstemmen van de spiegels in de ruimte, zeggen zowel ruimtevaartdeskundige Erik Laan en ingenieur voor diverse grote telescoopprojecten Fred Kamphues desgevraagd. Ze wijzen op een eerder project van ruimtevaartorganisatie ESA, Darwin genaamd, waarin werd onderzocht of een ruimtetelescoop op basis van vier of vijf satellieten mogelijk was.

Het project werd stopgezet, omdat de technische haalbaarheid niet voldoende was aangetoond. “Het in formatie vliegen van meerdere spiegels tot op een paar nanometer nauwkeurig is geen sinecure”, zegt Kamphues. “Dit was één van de redenen waarom het bij een serieus concept is gebleven. Zoals bij alles zal voortschrijdende techniek deze bezwaren uiteindelijk kunnen wegnemen. Wie weet wat er de komende paar honderd jaar mogelijk is.” Wel wijst hij nog op de hoge kosten voor het lanceren van zo veel satellieten.

Veel mazzel

Gaan we het nog meemaken, het antwoord op de vraag of er buitenaards leven is? Ellerbroek is sceptisch. Althans, over de kans dat wíj de ontdekking van leven nog meemaken. “Zo’n ontdekking zou mij verbazen”, zegt hij. “Ik denk dat we dan veel mazzel moeten hebben met een goed waarneembare planeet in onze buurt. Bovendien moeten we dan een paar relatief snelle technologische sprongen maken, bijvoorbeeld op het gebied van het op grote schaal inventariseren van stoffen in de atmosferen van planeten die kunnen duiden op leven.”

De grote hamvraag blijft wel wanneer je zeker weet dat je leven hebt gevonden. Is zuurstof in de atmosfeer een teken van leven? Of moeten we wachten tot we bouwwerken van een buitenaardse beschaving op het oppervlak van een planeet zien staan? En hoe weet je overigens zeker dat die bouwwerken weer een resultaat zijn van intelligente wezens? We gaan de komende jaren met James Webb en daarna met nog krachtiger telescopen aanwijzingen vinden voor ‘gematigde’ planeten waar op zijn minst ‘interessante’ stoffen in de atmosfeer zitten. Zolang je niet alle andere mechanismen, die niets met leven te maken hebben, hebt uitgesloten als verklaring van het signaal, kun je niet zeker zijn dat je naar leven kijkt. Dat is lastig om te bewijzen. Dat zie je al aan de ontdekking van chemisch ‘actieve’ Marsgrond door de Vikinglanders in de jaren zeventig of de sporen van waterstof en koolstofdioxide die in de pluimen van geisers op Saturnusmaan Enceladus werden gevonden.

“Áls het er is, dan is de snelste weg naar het vinden van buitenaards leven die in ons eigen zonnestelsel”, zegt Ellerbroek. “Je kunt het best naar Mars gaan, naar Enceladus of Europa en terugkomen met een friemelende bacterie in een schaaltje. Dat is geen sinecure, maar het is mogelijk en je bent meteen klaar. Dat in tegenstelling tot het kijken naar spectra van verre planeten waarover je eindeloos kunt discussiëren.” Stam heeft overigens wel een manier om zeker te weten dat je aliens hebt gevonden, ook buiten het zonnestelsel: “Misschien kunnen we het uiteindelijk alleen maar zeker weten als we daadwerkelijk communiceren met buitenaards leven.”