scrollTop top

Het probleem met al die nieuwe aardes

Er lijkt geen maand voorbij te gaan zonder dat er een nieuwe planeet ontdekt wordt waar leven mogelijk is. Je zou daaruit de conclusie kunnen trekken dat we niet alleen zijn en dat we wel een alternatief stekje zullen vinden mocht het hier misgaan. Wees klaar voor een domper van formaat.

Als je astronomen vraagt op hoeveel planeten in het universum leven (mogelijk) is, zullen ze zeggen dat er op die vraag maar twee antwoorden zijn. Het is ofwel één (de onze) ofwel oneindig veel. Als we daadwerkelijk leven op een andere planeet zouden ontdekken, springt het antwoord meteen naar oneindig. De reden: je kunt je een universum voorstellen waarin de samenvloeiing van factoren die het leven mogelijk maken zó complex is dat de juiste worp van de dobbelstenen statistisch maar één keer kon gebeuren, in casu op aarde. Maar als het meer dan eens kan gebeuren, waarom zou er dan een limiet zijn?

We hopen bijna allemaal op dat laatste. Het zou namelijk een heel eenzaam universum zijn als we de enige planeet waren waar het licht brandt. En met de recente explosie in de ontdekking van exoplaneten (planeten rond andere sterren) lijken onze kansen dat we niet alleen zijn groter en groter te worden. Astronomen geloven nu dat vrijwel elke ster in de Melkweg omcirkeld wordt door ten minste één planeet. Weet dat er 250 miljard sterren in onze Melkweg zijn en daarbuiten nog ongeveer 100 miljard andere sterrenstelsels met telkens honderden miljarden sterren – dat geeft potentieel triljoenen plaatsen waar het leven goed kan gedijen.

In hun zoektocht naar dergelijke werelden richten astronomen hun energie op aardachtige, rotsachtige planeten, met een atmosfeer, water en een baan rond hun ster die hen in de zogenaamde bewoonbare zone plaatst, waar de temperaturen precies goed zijn voor water om in vloeibare vorm te bestaan.

Trappist

En de ontdekkingen volgen elkaar op in sneltempo. Nog geen drie jaar geleden vonden astronomen uit Luik onder leiding van de Belg Michaël Gillon buiten ons zonnestelsel zeven nieuwe exoplaneten ter grootte van de aarde. Dat was in het sterrenbeeld Waterman, op zo’n 40 lichtjaren van de aarde.

Het klimaat was op drie van die zeven nieuw ontdekte planeten zo dat er vloeibaar water zou kunnen voorkomen, een voorwaarde voor leven. Er zouden zelfs oceanen vol water zijn. Nog nooit waren in een planetenstelsel zoveel planeten ontdekt waar leven kan bestaan. Al die planeten zijn gedetecteerd terwijl zij langs hun moederster trokken, de dwergster TRAPPIST-1 (genoemd naar het TRAPPIST-telescopennetwerk waarmee Gillon en zijn collega’s planeten zoeken waarop leven mogelijk is).

De Belgische astronoom Michaël Gillon.

Met het formaat van Jupiter en een temperatuur van 2.277 graden Celsius is TRAP-PIST-1 veel kleiner en koeler dan de zon, die een temperatuur van 5.505 graden Celsius heeft. De omlooptijd van de zeven planeten rond TRAPPIST-1 is bijzonder kort. Een jaar duurt er 1,51 tot 13 dagen. Dat betekent dat de planeten dicht bij de ster staan. Omdat de ster veel koeler is dan de zon, hebben de planeten een gemiddelde temperatuur die vloeibaar water mogelijk maakt.

De zes binnenste planeten zijn bovendien waarschijnlijk rotsachtig. Daarmee zijn ze belangrijke kandidaten voor de ontdekking van buitenaards leven. Bovendien liet het onderzoek van de Luikse onderzoekers zien dat er veel meer aardeachtige planeten in de Melkweg moeten zitten dan we denken.

Water is leven. Of niet?

Vorig jaar volgde een nieuwe revelatie: voor het eerst ontdekten astronomen van het Centre for Space Exochemistry in Londen waterdamp op een exoplaneet. De exoplaneet, die op 110 lichtjaren van de aarde ligt, kreeg de naam K2-18b.

Een artistieke impressie van de planeet K2-18b. Foto: ESA/Hubble/M. Kornmesser

Ze ligt in een ‘bewoonbare’ zone, met gematigde temperaturen. Daardoor is leven, zoals we dat op aarde kennen, er in theorie mogelijk. In theorie. Want het is niet zo dat als je water vindt, ergens per definitie leven is. Volgens het onderzoek is er namelijk ook veel waterstofgas aanwezig op K2-18b. Dat is uiterst brandbaar hier op aarde en het maakt ook K2-18b niet echt leefbaar voor ons. Het was iets waar de meeste berichten in de media aan voorbijgingen. De uitroeptekens in de titels waren legio, de teneur in de verslaggeving altijd hoopgevend. Er was sprake van een ‘nieuwe aarde’, een ‘tweede thuis’.

Dat was enkele weken geleden opnieuw het geval toen NASA bekendmaakte dat het een planeet ontdekt had die ongeveer even groot is als de aarde en waar misschien leven mogelijk is. De nieuw ontdekte planeet kreeg de naam TOI 700 d en staat ook weer in de ‘leefbare zone’ rond zijn ster, een afstand dus waardoor het in theorie mogelijk is om er vloeibaar water te vinden.

TOI 700 d

TOI 700 d bevindt zich ongeveer 100 lichtjaren van de aarde. Dat is relatief dichtbij voor ruimtebegrippen. De planeet is ongeveer 20 procent groter dan de aarde. Een jaar, de periode die een planeet erover doet om een rondje te maken rond zijn ster, duurt er 37 dagen. De vondst van TOI 700 d is opmerkelijk omdat er nog maar een tiental planeten ontdekt zijn die én de juiste afmetingen hebben (relatief klein, zoals de aarde) en op de juiste plaats staan om leven te kunnen herbergen. En dan nog. In 2016 werd een mogelijk bewoonbare planeet ontdekt bij Proxima Centauri, een ster op zo’n 4 lichtjaren van de aarde, kosmisch gezien in onze achtertuin. Het probleem met Proxima Centauri is dat ze veel actiever is dan onze zon en voortdurend straling afvuurt die echt funest is voor leven.

De ster bij TOI 700 d doet dat niet. Het is een zogenaamde rode dwerg, een klasse sterren kleiner en koeler dan onze zon, die in eerste instantie beschouwd werden als slechte kandidaten voor het voeden van leven, vanwege hun relatief lage temperatuur. Maar zolang de planeten dicht genoeg om de kern van de ster cirkelen, krijgen ze veel licht en warmte – zoals TOI 700 d.

Maar of er echt leven mogelijk is op TOI 700 d, is nog maar de vraag. Er is nog veel onduidelijk over de daadwerkelijke omstandigheden op de planeet. Wetenschappers denken dat de planeet synchroon draait met zijn eigen rotatie om zijn ster. Zo is er op het ene halfrond van de planeet altijd daglicht en is het aan de andere kant altijd donker.

Naast de atmosfeer is er nog veel onbekend over bijvoorbeeld de massa, de zwaartekracht. TOI 700 d is klein. Dat geeft waarschijnlijk aan dat hij vast is, dus geen gasreus is zoals Jupiter. Daarmee is evenwel niet uitgesloten dat hij bijvoorbeeld van ijs is, zoals gesuggereerd door een van de computermodellen. Een ander model toont de planeet als erg waterig, met een atmosfeer die hoofdzakelijk kooldioxide is – vergelijkbaar met het oude Mars voordat het zijn atmosfeer en water verloor. In nog een ander model is de planeet droog en wolkeloos. Zo zijn er al twintig verschillende versies van TOI 700 d gemodelleerd, waarvan één – of geen – correct kan zijn.

De tweede illusie

De realiteit is dat we nu genoeg gegevens kunnen verzamelen om ons twintig plausibele versies van dezelfde planeet voor te stellen – maar we hebben niet genoeg gegevens om te zeggen welke daarvan correct is. Het is nog altijd gissen.

Een tweede illusie die doorprikt moet worden, is deze: zelfs als we ze vinden, is de kans dat de mensheid ooit op een planeet geraakt waar leven is of kan bestaan niet realistisch. Dat zegt zelfs Michel Mayor, de Zwitserse wetenschapper die vorig jaar de Nobelprijs voor de Natuurkunde kreeg, samen met Didier Queloz. De twee sterrenkundigen waren de eersten die een planeet buiten ons zonnestelsel ontdekten die net als de aarde om een zonachtige ster draait. Dat was in 1995. Inmiddels zijn er zo’n 4.000 exoplaneten ontdekt.

De Zwitser Michel Mayor kreeg vorig jaar de Nobelprijs voor de Natuurkunde.

‘Laten we duidelijk zijn,’ zegt Mayor, ‘we zullen nooit migreren naar de exoplaneten die we nu ontdekken, hoe geschikt ze ook zouden blijken voor ons. Alle bekende exoplaneten, of planeten buiten ons zonnestelsel, liggen gewoon te ver weg om naartoe te reizen. Zelfs in het zeer optimistische geval van een leefbare planeet die niet te ver weg is, een paar dozijn lichtjaren, wat niet veel is, is de tijd om daarheen te gaan te lang.’
Stephen Kane, professor in planetaire astrofysica aan de universiteit van Californië in Riverside, is het daarmee eens. ‘Het is de trieste realiteit dat alle sterren buiten ons zonnestelsel zich op een onoverbrugbare afstand bevinden’, beaamt hij. Kane geldt als ’s werelds meest vooraanstaande expert op het gebied van planetaire bewoonbaarheid en de bewoonbare zones van planetaire systemen. Hij heeft honderden planeten rond andere sterren ontdekt.

‘We kunnen misschien mensen in de komende 50 jaar naar Mars sturen,’ zegt Kane (hoewel hij eerder gelooft dat het zeker niet de volgende 100 jaar zal gebeuren), ‘maar ik zou zeer verrast zijn als de mensheid de komende eeuwen tot in de baan van Jupiter zou geraken. De afstand tot de dichtstbijzijnde ster buiten ons zonnestelsel is 70.000 keer groter dan de afstand tot Jupiter, en de koude waarheid is dat alle sterren buiten ons zonnestelsel buiten bereik van de mensheid zijn.’

Je zou kunnen zeggen dat veel dingen buiten bereik leken totdat we ze toch bereikten. Supersonisch vliegen van continent naar continent, bijvoorbeeld. Of naar de maan gaan. In 1903 verklaarde de redactie van de New York Times dat ‘het maken van een vliegmachine minstens een miljoen jaar’ zou duren en amper negen weken later schreven de Wright Brothers geschiedenis. Volgens Kane is dat een non-argument. ‘In tegenstelling tot die dingen zou de vereiste fysica om de sterren te bereiken een fundamentele verandering vereisen in ons begrip van de relatie tussen massa, versnelling en energie.’

Zijn collega Andrew Fraknoi, een astronoom van het SETI-project, waarmee we nu naar buitenaards leven speuren, is iets optimistischer, maar niet veel. ‘Ik zou nooit zeggen dat we nooit de sterren en mogelijk bewoonbare planeten kunnen bereiken. Wie weet hoe onze technologie zal evolueren over pakweg een miljoen jaar.’ Een miljoen jaar? ‘Welja, het is zoals Stephen Kane zegt, momenteel zie ik ook niet hoe het zou kunnen.’
Neem de door onze landgenoten ontdekte, veelbelovende planeten bij TRAPPIST-1. Hoewel de ster relatief dichtbij staat in het sterrenbeeld Waterman, is 40 lichtjaren vooralsnog een onoverbrugbare afstand (zie kaderstukje).

Een artistieke impressie toont de planeten die rond TRAPPIST-1 cirkelen in vergelijking met de aarde. Foto: ESO/M. Kornmesser

Maar de afstand is slechts de helft van de vergelijking. Het andere deel is hoe snel een ruimtevaartuig kan reizen. NASA’s Space Shuttle haalde ooit 30.000 kilometer per uur. Met die snelheid zou het ongeveer 165.000 jaar duren om Alpha Centauri te bereiken en ongeveer 1.491.280 jaar om naar het TRAPPIST-1-systeem te vliegen. De grootte en het laadvermogen van een ruimtevaartuig bepalen ook de snelheid. De New Horizons, die momenteel in de buurt van Pluto is, kan met bijna 60.000 kilometer per uur reizen; het tuig deed er een kleine tien jaar over om Pluto te bereiken. Maar als het naar Alpha Centauri zou gaan, zou de reis nog eens 80.000 jaar duren.

Als we in het universum van Star Wars leefden, zou het simpel zijn: laat Chewbacca de coördinaten bepalen en initieer vervolgens de hyperdrive. Reizend met de snelheid van het licht zou het ongeveer 40 jaar duren om TRAPPIST-1 te bereiken, wat, in kosmisch opzicht, een uitstapje naar de buren is. Het probleem is dat we geen hyperdrive hebben en niet met de snelheid van het licht kunnen reizen. De meeste wetenschappers geloven dat bij een tiende van de snelheid van het licht relativiteit een factor wordt, en dat dat dus de bovengrens vertegenwoordigt van de maximale snelheid waarmee we ooit zouden kunnen reizen.

Uitdagingen en gevaren

Toch zijn er manieren waarop we onze aandrijfsystemen aanzienlijk kunnen verbeteren om de reistijd te verkorten. Eén mogelijkheid is een aandrijving die geen conventionele brandstof nodig heeft, zoals – we verzinnen de volgende dingen niet, maar we gaan ze ook niet proberen te vertalen – magnetoplasmadynamic thrusters, quantum vacuum plasma thrusters (Q-thrusters), of ion thrusters. NASA heeft onlangs de eerste twee getest; hoewel veelbelovend in concept, is er nog veel onbekend – onder meer de rol van kwantumkrachten. Maar als we die dingen ooit echt aan de praat krijgen, zou een reis naar Mars weken in plaats van zeven tot acht maanden duren, en zou een ruimtevaartuig naar Alpha Centauri ongeveer dertig jaar onderweg zijn.

Een ander idee dat veel voorkomt in sciencefiction, is bemanningsleden voor een lange reis in stasis plaatsen en ze bij aankomst weer wakker maken. Hoewel traumacentra die techniek al min of meer gebruiken door de lichaamstemperatuur van patiënten te verlagen om hypothermie (onderkoeling) te veroorzaken, en zo tijd te kopen voor chirurgen om bijvoorbeeld schotwonden te behandelen, zijn we nog bijzonder ver van iemand jaren ‘in te vriezen’ en gezond weer wakker te maken. De enige optie momenteel zijn de zogenaamde generatieschepen, waarop hele generaties zouden leven, zich voortplanten en aan boord zouden sterven. Maar die brengen ook uitdagingen met zich mee.

Fraknoi, Kane en Mayor zijn het ook eens dat ideeën zoals die van Elon Musk en Jeff Bezos, die geloven dat we op een dag, wanneer onze planeet niet meer leefbaar is voor ons, zullen migreren naar de sterren, compleet van de pot gerukt zijn. Nobelprijswinnaar Mayor noemt ze zelfs gevaarlijk. ‘We zouden niet online gordijnen moeten uitkiezen voor een toekomstig herenhuis waar we op een dag hopen in te trekken terwijl het appartement waar we wonen in brand staat’, omschrijft hij het. ‘De huidige space race en de ontdekkingen die we in een steeds sneller tempo doen, mogen geen afleiding zijn van de feitelijke, wetenschappelijk bewezen catastrofe die zich hier op aarde afspeelt.’

Corona Virus Update

  • Wereld
  • Aantal
    besmettingen
    31.016.799
  • Aantal
    doden
    960.634
  • België
  • Aantal
    besmettingen
    102.295
  • Aantal
    doden
    9.948
Biden vs Trump
AMERIKAANSE VERKIEZINGEN
Volg het hier LIVE elke dag