Foto: E.T. the Extra-Terrestrial (1982)
wetenschap

Hallo! Is daar iemand?

Joris Janssen,
17 januari 2016 - 11:12

De laatste jaren worden dankzij betere telescopen en slimmere satellieten honderden nieuwe planeten per jaar gevonden. Het topje van de ijsberg, volgens onderzoeker Lucas Ellerbroek. Dat er leven mogelijk is op andere planeten staat inmiddels vast. En dat rechtvaardigt een wetenschappelijke herziening van de vraag die aardbewoners al eeuwen in zijn greep houdt: Zijn we alleen?

Is er leven op andere plekken dan de aarde? Of is onze planeet een oase, wemelend van het leven, in een verder kaal en verlaten universum? Om daarachter te komen, speuren onderzoekers het heelal af naar planeten waar de omstandigheden precies goed zijn voor het ontstaan van leven. De afgelopen jaren is dit speurwerk in een stroomversnelling gekomen. Met betere telescopen en slimmere satellieten vinden we steeds meer veelbelovende nieuwe werelden. Lucas Ellerbroek promoveerde aan de UvA in de sterrenkunde en schreef het boek Planetenjagers over de geschiedenis van de zoektocht naar planeten. Een zoektocht die antwoord moet geven op de meest tot de verbeelding sprekende vraag die er is: zijn we alleen?

 

Het idee voor een boek over de jacht op planeten ontstond toen Ellerbroek tijdens zijn promotie onderzoek deed met een grote telescoop in de Atacamawoestijn van Chili. Met deze telescoop, die heel toepasselijk Very Large Telescope (VLT) heet, bestudeerde hij de eerste levensfase van pasgeboren sterren. Daar in die Chileense woestijn werd hij aangestoken door het planetenvirus. ‘Zelf deed ik onderzoek naar sterren, maar andere onderzoekers waren op zoek naar planeten. Ik kreeg het gevoel dat zij met iets heel groots bezig waren,’ zegt Ellerbroek. In 2009, kort voordat Ellerbroek naar Chili was afgereisd, had de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa de eerste satelliet ooit gelanceerd die speciaal was ontworpen om planeten te zoeken: ruimtetelescoop Kepler. Op het moment dat Ellerbroek in Chili aan het werk was, kwamen de eerste resultaten van deze missie naar buiten. Binnen de kortste keren regende het nieuwe planeten. De collega’s van Ellerbroek gebruikten de VLT om de vondsten van ruimtetelescoop Kepler te checken. ‘Ineens was ik deelgenoot van een heel grote ontwikkeling,’ zegt Ellerbroek. ‘Na mijn promotie ben ik daar een boek over gaan schrijven. Om er zo op mijn manier een klein steentje aan bij te dragen.’

‘Ik denk dat onze definitie van leven vrij beperkt is’

In 2009, kort voordat Ellerbroek naar Chili was afgereisd, had de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie Nasa de eerste satelliet ooit gelanceerd die speciaal was ontworpen om planeten te zoeken: ruimtetelescoop Kepler. Op het moment dat Ellerbroek in Chili aan het werk was, kwamen de eerste resultaten van deze missie naar buiten. Binnen de kortste keren regende het nieuwe planeten. De collega’s van Ellerbroek gebruikten de VLT om de vondsten van ruimtetelescoop Kepler te checken. ‘Ineens was ik deelgenoot van een heel grote ontwikkeling,’ zegt Ellerbroek. ‘Na mijn promotie ben ik daar een boek over gaan schrijven. Om er zo op mijn manier een klein steentje aan bij te dragen.’

 

Niet sexy

‘Men had al in de zestiende eeuw het idee van “het zal er wel zijn”, maar er waren nog geen goede methoden om het te vinden,’ zo beschrijft Ellerbroek de kijk in die tijd op buitenaards leven. Bovendien werden andere wetenschappelijke vragen lange tijd veel belangrijker geacht. Aan het begin van de twintigste eeuw werden ontdekkingen gedaan zoals de relativiteitstheorie van Einstein en de kwantummechanica – de een op de grote schaal van het universum, de andere op de kleine schaal van atomen. Verre planeten en het leven dat zich daarop misschien bevindt, waren daardoor lang geen sexy onderzoeksonderwerp, volgens Ellerbroek. ‘Waar bestaat materie uit? Hoe groot en oud is het heelal? Dat waren de belangrijke vragen. Die gingen het hele heelal aan.’

 

Het omslagpunt kwam eind jaren tachtig, toen krachtiger telescopen verschenen die gevoelig genoeg waren om de kleine invloed van planeten op sterren te meten. ‘Dat is de doorbraak geweest,’ zegt Ellerbroek. Met de nieuwe generatie telescopen en lichtmeters kon worden bepaald wanneer een planeet voor een ster langs beweegt. En met een spectrograaf konden de kleuren van sterlicht steeds nauwkeuriger worden geanalyseerd. Hiermee kun je bepalen waar een ster uit bestaat en hoe hij beweegt – bijvoorbeeld als gevolg van een planeet die eromheen draait. Na het beschikbaar komen van deze twee technieken, de transitmethode en de dopplermethode, kon de jacht op planeten definitief worden geopend.

Foto: Angelo Yap (cc, via Flickr)

Neef van de aarde

Tot aan de lancering van de Keplertelescoop bleef het aantal planeetontdekkingen beperkt tot maximaal enkele tientallen per jaar. Maar in de vier jaar na 2009 waarin Kepler op volle kracht kon speuren, vond de telescoop meer dan duizend planeten. En van zo’n drieduizend andere wordt op dit moment nog onderzocht of het ook daadwerkelijk planeten zijn. Door al deze ontdekkingen zijn we in korte tijd veel te weten gekomen over die werelden rond andere sterren, die tegendraadse wetenschappers al in de zestiende eeuw al voorspelden. ‘We weten nu dat het zonnestelsel totaal geen blauwdruk is voor andere planetenstelsels,’ zegt Ellerbroek. ‘Bij ons staan kleine, rotsachtige planeten dicht bij de zon en grote, gasachtige planeten verder weg. Dit kan ook helemaal omgedraaid, zo blijkt. Ook weten we nu dat de meeste sterren minstens één planeet hebben. Er zijn dus meer planeten dan sterren in het heelal.’

 

Ook is er een geheel nieuw soort planeet ontdekt: de superaarde. Een planeet die groter is dan de aarde en kleiner dan Neptunus. In het zonnestelsel komt zo’n planeet niet voor. ‘Deze hebben het beste van twee werelden,’ zegt Ellerbroek. ‘Het kunnen rots- of oceaanplaneten zijn, waardoor er misschien leven mogelijk is. En door hun omvang zijn ze makkelijker te vinden dan planeten zoals de aarde.’ Een van deze superaardes werd vorig jaar door Nasa gepresenteerd als de grotere, oudere neef van de aarde. Kepler-452b draait om een ster die lijkt op de zon, doet dit op ongeveer dezelfde afstand van zijn ster als de aarde doet, een jaar duurt er 385 dagen en hij heeft een omvang van slechts 1,6 keer die van de aarde. Het vinden van een broertje of zusje, in plaats van een neef, lijkt een kwestie van tijd.

 

Zo’n broertje of zusje van de aarde moet een slag kleiner zijn dan Kepler-452b. Dat is belangrijk, omdat dat de kans groter maakt dat die planeet een atmosfeer heeft zoals de aarde. Door hun kleinere afmetingen zijn ze alleen wel moeilijker te vinden. ‘Maar we weten dat er veel van moeten zijn,’ zegt Ellerbroek. ‘We weten alleen nog niet hoe groot de ijsberg is die schuilgaat onder het topje van de planeten die we tot nu toe hebben gevonden. Inmiddels is in ieder geval duidelijk dat kleine planeten talrijker zijn dan gasreuzen. De vondst van Kepler-452b is er een bewijs van dat we ook die kunnen vinden.’

‘Ik acht de kans dat er intelligent leven is honderd procent’

Naarmate we steeds meer planeten vinden waarop leven mogelijk kan zijn, doemt een volgende vraag op. Hoe stel je vast of daar dan werkelijk iets leeft? In een samenwerkingsverband getiteld ‘Are we alone?’ bundelen de UvA, VU en het Nederlandse Instituut voor Ruimteonderzoek SRON hun krachten om hier oplossingen voor te vinden. Zulk onderzoek levert waarschijnlijk niet van vandaag op morgen een definitief antwoord op.

 

Voor de korte termijn zet Ellerbroek daarom zijn geld in op het vinden van buitenaards leven bínnen het zonnestelsel. Er staat veelbelovend onderzoek op stapel naar twee manen van Jupiter en Saturnus, Europa en Enceladus, die waarschijnlijk een enorme oceaan verbergen onder een kilometers dikke ijslaag. En waar water is, daar is mogelijk leven. In 2022 lanceert de Europese ruimtevaartorganisatie ESA een ruimtevaartuig dat hiervoor aanwijzingen hoopt te vinden. ‘Er kunnen bijvoorbeeld aminozuren worden gevonden,’ zegt Ellerbroek. ‘De aanwezigheid van deze bouwstenen van het leven kan betekenen dat er onder dat ijs leefbare omstandigheden zijn.’

Foto: JD Hancock (cc, via Flickr)

Definitie van leven

Ook van een andere missie verwacht Ellerbroek veel. Eind 2014 zette ESA een lander neer op 67P/Tsjoerjoemov-Gerasimenko, een komeet zo oud als het zonnestelsel, met het uiterlijk van een badeend. Veel van de informatie die daar is verzameld, moet nog naar buiten komen. Van die missie kunnen we nog informatie krijgen over de omstandigheden in het vroege zonnestelsel, toen het leven op aarde ontstond, en wellicht zelfs waar het leven op aarde vandaan komt. ‘Als je die vragen beantwoordt, dan heb je in een klap ook antwoord op de vraag of er op andere plekken in het zonnestelsel ook leven kan zijn,’ zegt Ellerbroek.

 

De hamvraag ‘zijn we alleen?’ kan niemand op dit moment beantwoorden. Maar naarmate we meer kennis verzamelen, kunnen we er wel beter onderbouwd over filosoferen. Ellerbroek zou het maar moeilijk kunnen geloven als we alleen zijn. ‘Op aarde zie je hoe divers het leven is en hoe snel het is ontstaan nadat de omstandigheden dat toelieten. Ik denk dat definitie van leven vrij beperkt is. Er moet elders in het heelal bijna wel op zijn minst een microbe zijn die een beetje lijkt op wat wij hier hebben.’ Wat het vinden van intelligent leven betreft, is Ellerbroek vooralsnog wat minder moet dan met ons communiceren met bijvoorbeeld radioschotels. Het moet ontzettend op ons lijken, wil dat echt gebeuren. En wat bedoelen we eigenlijk met intelligent leven? Dolfijnen zijn ook intelligent. Maar als die ons ooit iets duidelijk willen maken, dan verstaan we ze ook niet. Er moeten heel veel wijzertjes de goede kant op staan. Maar ja, zeg nooit nooit.’