Je leest:

Leven tussen verre sterren

Leven tussen verre sterren

Auteur: | 1 maart 2001

De zoektocht naar leven op Mars verloopt teleurstellend, maar wie weet is er leven op planeten buiten ons zonnestelsel. Telescopen speuren lichtjaren ver.

Planeet-om-de-hoek

De buurplaneet van de aarde lijkt haast onbereikbaar, maar sterrenkundigen fantaseren al over het in kaart brengen van planeten bij andere sterren. Terwijl het ene NASA-centrum er niet eens in slaagt een lander af te leveren op het oppervlak van Mars, wordt elders binnen de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie gewerkt aan plannen voor een supertelescoop in de ruimte die tweelingzusjes van de aarde op tientallen lichtjaren afstand moet opsporen. Hoe uniek is het leven op aarde? Vormt onze planeet een levende oase in een stille, dode kosmos, of gonst het heelal van organische activiteit en is de aarde slechts één diamantje in een kluis vol juwelen? De speurtocht naar leven – of fossiele sporen van leven – in ons eigen zonnestelsel heeft tot nu toe geen resultaat opgeleverd. Inmiddels werpen sterrenkundigen hun net ook verder uit: met behulp van telescopen op aarde maken zij jacht op bewoonbare planeten in andere zonnestelsels. Het is niet uitgesloten dat het eerste buitenaardse leven op tientallen lichtjaren afstand wordt gevonden in plaats van op de planeet-om-de-hoek.

Exoplaneten

Exoplaneten bestonden eeuwenlang alleen in de fantasie van sciencefictionschrijvers. Maar sinds 1995 zijn er ongeveer dertig ontdekt. Het aantal bekende planeten bij andere sterren is dus al ruim drie keer zo groot als het aantal planeten in ons eigen zonnestelsel. Sterrenkundigen vonden het echter onbevredigend dat de planeten uitsluiten langs indirecte weg zijn waargenomen: hun bestaan wordt afgeleid uit minieme variaties in de snelheid van de ster waar ze omheen draaien. Sceptici bleven bovendien met alternatieve verklaringen komen voor de gemeten snelheidsvariaties. Misschien zou er sprake zijn van bijzondere pulsaties van de ster. En als er al echt iets rond de ster draaide, was dat wellicht geen planeet, maar een bruine dwerg, een mislukte ster die te klein is om zelf licht uit te stralen.

Ze bestaan

Aan al die onzekerheid kwam een einde. Begin november 1999 zag Greg Henry van de Tennessee State University in Nashville een planeet voor zijn moederster langs bewegen. Daarmee is definitief aangetoond dat exoplaneten echt bestaan. Zelfs de belangrijkste eigenschappen van de planeet konden uit de waarnemingen worden afgeleid. De ster waar het om gaat heet HD 209458. Het is een zwak sterretje in het sterrenbeeld Pegasus, op een afstand van honderdvijftig lichtjaar. Op die afstand blijft de ster zelfs in de allergrootste telescopen ter wereld een puntvormige lichtbron en Henry heeft de planeet dan ook niet echt over het oppervlak van de ster zien schuiven. Wat hij wel zag, is dat de ster vrij plotseling ruim anderhalf procent zwakker werd. Omdat de planeet een omlooptijd van slechts 3,5 dag heeft, zijn er inmiddels al heel veel overgangen waargenomen. Als de planeet voor zijn ster langs schuift wordt dat een overgang genoemd. Uit al die metingen kan vrij nauwkeurig de massa en de middellijn van de planeet worden berekend. Het blijkt te gaan om een gasbol die ongeveer tweehonderd keer zo zwaar is als de aarde en ruim anderhalf keer zo groot als Jupiter. Het is voor het eerst dat sterrenkundige de middellijn en de soortelijke dichtheid (0,2 g/cm3) van een exoplaneet hebben bepaald. Kort na de ontdekking van Henry kwamen Britse sterrenkundigen met een nog opmerkelijker verhaal op de proppen. Zij bestudeerden de ster Tau Boötis, een van de eerste sterren waarbij een planeet werd ontdekt. Andrew Cameron en zijn collega’s beweren dat ze het ‘licht’ van de exoplaneet hebben waargenomen, als een heel zwak signaal in het spectrum van de ster.

Overgangen

De beste manier om snel aardeachtige planeten op te sporen is kijken naar overgangen. Wanneer de planeet die door Henry is waargenomen zich voor de ster bevindt, houdt hij ruim anderhalf procent van het licht van de ster tegen. Dus is hij groot – de middellijn is ruim tien procent van de middellijn van de ster. Een planeet als de aarde is een stuk kleiner, de middellijn van de aarde is ongeveer honderd keer zo klein als de middellijn van de zon. Tijdens een overgang van zo’n planeet lijkt de ster slechts een honderdste procent zwakker te worden. Zulke kleine helderheidsvariaties zijn met telescopen op aarde niet te meten. Met een instrument in de ruimte lukt dat wel. FAME (Full – sky Astrometric Mapping Explorer) wordt in 2004 door NASA gelanceerd en gaat van veertig miljoen sterren heel nauwkeurig de positie, afstand, beweging, helderheid en kleur meten. FAME zal minieme schommelingen van sterren aan de hemel registreren die het gevolg zijn van de aanwezigheid van een zware planeet. En rond 2004 moet ook NASA’s Space Interferometry Mission (SIM) gelanceerd zijn. Die bestudeert niet de hele hemel, maar richt zich – met een veel grotere nauwkeurigheid – op een relatief klein aantal sterren. Met SIM kunnen planeten ter grootte van Uranus en Neptunus gevonden worden, op voorwaarde dat de ster waar ze omheen draaien niet verder weg staat dan ongeveer dertig lichtjaar.

Onooglijk planeetje

SIM moet gezien worden als de wegbereider van de ambitieuze Terrestrial Planet Finder (TPF), een gigantische ruimte-interferometer, bestaande uit vier of zes grote telescopen op onderlinge afstanden van tientallen meters, die samen de beeldscherpte opleveren van één gigantische reuzentelescoop. TPF moet precies doen wat zijn naam zegt: aarde-achtige planeten vinden bij sterren in de omgeving van de zon. TPF zou rond het jaar 2015 gelanceerd kunnen worden. De exoplaneten zullen op infrarode golflengten te zien zijn als zwakke lichtstipjes. En als je maar lang genoeg blijft turen, is van zo’n onooglijk planeetje een spectrum te maken, en kan er gezocht worden naar zuurstof, ozon en methaan in de dampkring van de planeet. De aanwezigheid van die gassen wijst op biologische activiteit aan het oppervlak van de planeet. Deze nieuwe ontdekkingen roepen de vraag op hoe lang het nog duurt voordat er een exoplaneet wordt gevonden die als twee druppels water op de aarde lijkt. Een kleine, rotsachtige planeet in een mooie cirkelbaan rond een stabiele ster. Op een afstand waar het niet te heet en niet te koud is. Een planeet met zeeën en oceanen, met een beschermende dampkring, en – wie weet – met leven.

Dit artikel is eerder verschenen in nummer 2 uit de jaargang 2001 van het blad Archimedes.

Dit artikel is een publicatie van Archimedes.
© Archimedes, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 maart 2001

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.