Tech

Wanneer ontdekt de mensheid een nieuwe aarde?

Ooit klonk het vinden een soortgelijke planeet waarop wij leven, met warme blauwe oceanen en zuurstofrijke atmosfeer, als een pure fantasie. Volgens astronomen, wetenschappers en biologen die een onderzoek leiden is dat nu niet meer het geval. We weten wat we moeten om een andere aarde te vinden en we zijn de technieken aan het bouwen om dit te kunnen doen.

“We staan op de schouders van reuzen om deze sprong te wagen,” aldus astronoom Lisa Kaltenegger, de oprichter van Cornell’s nieuwe Carl Sagan Institute. “Er zit een enorme afstand tussen de sterren en het volgende stersysteem is ver weg, maar deze wereld liggen aan de horizon en we komen steeds dichterbij.”

Videos by VICE



De CSI is een van de eerste instituten die volledig gericht is op het zoeken van ander leven in het universum. De onderzoekers van dit instituut hebben verschillende academische achtergronden, zoals astrofysica en microbiologie. Op deze manier wordt er kennis van alle hoeken gebruikt om de nieuwe werelden die we ontdekken (zowel binnen als buiten ons sterrenstelsel) te onderzoeken of er leven mogelijk is.

Volgens de onderzoekers van CSI is de jacht naar een andere aarde al van start gegaan.

Visualisatie van de vier planeten van GIlese 581, een rode dwergster die 20 lichtjaren verwijdert is van de aarde. Op de voorgrond zie je Gleise 581-g, een “Goldilocks” wereld binnen de leefbare wereld van de sterren. Afbeelding: Lynette Cook.

“Dit is iets wat we kunnen bereiken,” aldus Natalie Batalha, een astronoom aan NASA’s Ames Research Center. “Misschien zal ik het niet meer meemaken, maar mijn dochter wel. Mensen moeten in staat zijn om bewijs te vinden van leven op andere planeten.”

Veel van de wetenschappers die ik sprak op het instituut waren het eens met Batalha. Het is absoluut mogelijk om in de volgende generatie bewijs te vinden voor leven op andere planeten. Maar wanneer we de juiste doelen stellen zou het vinden van een tweede Aarde nog veel sneller plaats kunnen vinden.

“Als ik elk moment zou mogen kiezen in de geschiedenis om te kunnen leven, dan zou ik precies deze tijd kiezen.”

Om te begrijpen waar deze voorspellingen vandaan komen hebben we iets meer technologische kennis nodig over het ontdekken van andere planeten. Een generatie geleden was het universum voor ons nog een onbekend terrein. We hadden nog geen idee of er planeten waren buiten ons sterrenstelsel, omdat onze telescopen nog niet sterk genoeg waren om ze te vinden.

“Het probleem met het vinden van een nieuwe planeet is dat deze veel kleiner is dan een ster die naast hem ligt,” aldus astronoom Didier Queloz van de University of Cambridge. “De omvang van een planeet is duizend maal kleiner en het produceert bijna geen licht, waardoor je bepaalde trucjes moet toepassen.

In de jaren 90 en begin 2000 zochten astronomen zoals Queloz naar planeten buiten ons sterrenstelsel door middel van de radial velocity methode, waarbij een planeet wordt ontdekt door zijn zwaartekracht ten opzichte van de ster. Eerder gebruikte astronomen transit photometry, waarbij er een zwarte vlek in het licht wordt geconstateerd zodra een planeet hier voor komt te liggen. Deze instrumenten waren net krachtig genoeg om deze planeten te kunnen ontdekken.

Visualistatie van de Kepler ruimte telescoop die planeten observeerd voor een grote ster. afbeelding: NASA Ames/W Stenzel.

In 2009 zorgde Kepler voor een revolutie binnen deze technologie. Sinds deze telescoop actief is hebben we meer dan 4600 planeten buiten ons sterrenstelselwaar kunnen nemen. Waarvan er ongeveer 800 net zo groot zijn als de aarde en 1200 zelfs groter zijn. Door de statistieken van de telescoop te gebruiken zijn de astronomen tot indrukwekkende conclusies gekomen.

“Gemiddeld heeft iedere ster in ons ster in ons sterrenstelsel minstens een planeet,” aldus Bill Borucki, de architect achter NASA’s Kepler missie. “Dat is ongelooflijk, er zijn dus honderd miljard sterren in ons sterrenstelsel. De missie heeft dus een van zijn belangrijkste doelen behaald: het vinden van andere werelden.”

“Eindelijk kunnen we ver in de ruimte kijken. Het universum ziet er nu compleet anders uit. Dit is dus wat er iedere keer gaat gebeuren wanneer we een nieuw stukje technologie ontwikkelen. Het universum wordt steeds meer in kaart gebracht,” aldus Batalha.

Onder Keplers meest indrukwekkende ontdekkingen bevinden zich ook zogenaamde “Goldilock” werelden. Dit zijn rotsachtige planeten zich in een leefbare omgeving van een ster begeven (dus niet te warm en niet te koud). Deze werelden interesseren de CSI onderzoekers het meest. Maar als we erachter willen komen of deze planeten als nieuwe werelden kunnen dienen hebben we meer informtatie nodig. We moeten dus stoppen met het volgen van de schaduwen van deze planeten en ons meer focussen op het licht wat van de planeet zelf afkomt.

“Alles wat we zien als we naar de aarde kijken, zoals de continenten en de oceanen, laten allemaal een visuele vingerafdruk achter,” aldus Kaltenegger. “Zelf als de planeet waar we naar kijken een kleine pixel is, kunnen we die pixel bestuderen. We kunnen werelden bestuderen die lichtjaren van ons verwijdert zijn.”

De stoffen in de atmosfeer van een planeet beïnvloeden hoe wij het licht dat de planeet uitstraalt ervaren. Bepaald combinaties van moleculen, zoals zuurstof en methaan, noemen de onderzoekers “biosignature”, wat aangeeft dat er leven mogelijk zou kunnen zijn. Onze huidige telescopen zijn nog niet sterk genoeg om de “biosignatures” van deze verre planeten vast te stellen. Maar de missies in de toekomst kunnen dit wel.

“We weten dat er veel andere planeten zijn die op onze Aarde lijken,” vertelde Batalha mij. “NASA heeft een plan uitgestippeld hoe zij deze planeten willen vinden. Het is nu enkel nog een kwestie van geld en materiaal.”

In dit plan zal de James Webb Space Telescoop, die wordt gelanceerd in 2018, een belangrijke rol spelen. JWST is niet per se gemaakt voor het bestuderen van Aarde-achtige planeten, maar helpt ons wel om de atmosfeer van gasreuzen te onderzoeken en wellicht een handjevol rotsachtige planeten te vinden. Na JWST zal NASA de Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) lanceren. Deze zal het werk over gaan nemen van Kepler en zal een krachtigere lens bevatten waarmee we nog meer nieuwe planeten kunnen ontdekken.

Visualisatie van de planeet Corot-9b (zwarte vlek). afbeelding: ESO/L. Calçada

De “life finder” missie, die ons in staat stelt om de atmosferen van rotsachtige planeten te onderzoeken, zal pas van start gaan wanneer de WFIRST in 2020 gelanceerd wordt.

“In de tussentijd zullen we bijna geen nieuwe werelden meer ontdekken,” aldus Batalha. “Maar als we zorgen dat we alles voor 2020 goed geregeld hebben denk ik dat we een grote kans hebben om binnen dertig jaar ander leven te vinden.”

Maar als we erg veel geluk hebben en het blijkt dat leefbare werelden vaker voorkomen dan we denken zal het wel eens een ander verhaal kunnen worden. Waar Kepler zich alleen focust op sterrenstelsels die 500 tot 3000 lichtjaren verwijdert zijn, zal de Transit Exoplanet Survey Telescope (TESS), die in 2017 gelanceerd wordt, ook binnen deze 500 lichtjaren kunnen gaan zoeken. Wanneer we rotsachtige werelden zullen vinden in de leefbare gebieden rond de rode dwergsterren, (die maar een paar lichtjaren van ons verwijdert zijn) zullen dit de grootste kandidaten zijn voor verder onderzoek met de JWST.

“Wanneer je vraagt of we binnen 15 jaar leven op andere planeten kunnen constateren, denk ik niet dat de wetenschappers van het CSI dit zullen beamen,” aldus Kaltenegger. “Maar in de komen jaren zullen we zeker onze eerste stappen gaan zetten.”

Ondanks dat we nog niet zeker weten of leefbare werelden vaak voorkomen of niet en we nog niet weten hoe lang het zal duren voordat we ze vinden, was de stemming tijdens de openingsceremonie van het CSI uiterst positief.

“Dit is een lopend onderzoek,” aldus Queloz. “Het is niet dat er binnen nu en 20 jaar niets zal gebeuren. We wachten niet af totdat iemand het goede nieuws brengt. Een onderzoek is een proces. De reden dat ik zo optimistisch ben, is omdat mensen nu al enthousiast zijn over dit onderzoek. We zien op het moment al grote verandering plaatsvinden die ons kunnen brengen naar het vinden van ander leven.”

Kaltenegger is het hiermee eens. Volgens haar en andere CSI onderzoekers zijn we pas net begonnen met het onderzoek naar de vele wonderen van het universum.

“Het hele idee dat we nu in een periode leven waarin we daadwerkelijk op zoek kunnen gaan naar ander leven is fantastisch.” zei Kaltnegger. “Als ik elk moment zou mogen kiezen in de geschiedenis om te kunnen leven, dan zou ik precies deze tijd kiezen.”