Nieuwe telescoop kan buitenaards leven ontdekken

Een nieuw type telescoop kan mogelijk al in de komende 25 jaar aanwijzingen voor buitenaards leven vinden. Dat schrijft een team van Nederlandse sterrenkundigen in The Astrophysical Journal.

Door organismen uitgeademde gassen kunnen in principe worden waargenomen in de atmosferen van exoplaneten – planeten rond andere sterren dan onze zon. Dit idee, dat al is ontwikkeld in de jaren zestig van de vorige eeuw, is nu gekoppeld aan een nieuwe waarnemingstechniek die gebruik maakt van relatief goedkope flux-collectoren - grote spiegeltelescopen die geen scherpe foto's kunnen maken, maar waarmee wel nauwkeurige spectroscopie kan worden gedaan.

Sterrenkundigen speculeren al tientallen jaren over de manier waarop waarnemingen aan exoplaneten bewijs voor buitenaards leven zouden kunnen leveren. Ongeveer 20% van onze aardse dampkring bestaat uit zuurstof. Dit gas is aanwezig doordat het in enorme hoeveelheden wordt aangemaakt door planten, via fotosynthese. Zonder dit biologische proces zou al het zuurstof binnen de kortste keren uit onze dampkring verdwijnen door oxidatie. Detectie van zuurstof in de atmosfeer van een aardachtige exoplaneet zou daarom een eerste aanwijzing voor buitenaards leven kunnen zijn.

Tot nu toe werd gedacht dat zulke waarnemingen alleen met ruimtelescopen zouden kunnen worden gedaan. De zuurstof in onze eigen aardatmosfeer zou een te groot storend effect geven om dit vanaf de grond te doen. Maar de plannen van Europese en Amerikaanse wetenschappers voor een grote ruimtemissie met dit doel, zoals Darwin en de Terrestrial Planet Finder (TPF), staan al enkele jaren in de ijskast, wat het onwaarschijnlijk maakt dat zo’n telescoop in de komende 25 jaar wordt gelanceerd.

Een groep sterrenkundigen van de Universiteit Leiden en SRON Netherlands Institute for Space Research hebben nu laten zien dat, met een speciale techniek, waarnemingen vanaf de grond hetzelfde kunnen bereiken. ‘De manier om zuurstof in een exoplaneetatmosfeer te onderscheiden van die in onze eigen dampkring, is heel precies de golflengtes van de absorptielijnen meten’, vertelt Ignas Snellen (Sterrewacht Leiden). ‘Door de hoge snelheid van zo'n planeet ten opzichte van de aarde zullen de zuurstoflijnen Doppler-verschoven zijn, en daardoor niet samenvallen met die van onze eigen atmosfeer. Op deze manier hoeft de telescoop niet buiten onze dampkring te zijn, wat een enorme kostenbesparing oplevert.’

Het team laat zien dat zuurstof in de dampkring van een hypothetische tweeling-aarde, gezien tegen het licht van een rode dwergster – koeler en kleiner dan onze zon – mogelijk al met de geplande European Extremely Large Telescope (E-ELT) gezien kan gaan worden. ‘Maar dan moeten we wel geluk hebben’, zegt medeonderzoeker Remco de Kok (SRON). ‘Alleen als buitenaards leven veelvuldig voorkomt en daardoor relatief dichtbij gevonden zal kunnen worden, kan deze telescoop dit doen. Zelfs de E-ELT is waarschijnlijk niet groot genoeg’.

Het team stelt daarom voor om zogenaamde flux-collectoren te ontwikkelen. Voor spectroscopische metingen van heldere sterren en hun planeten is het niet nodig om een telescoop zoals de E-ELT te bouwen die heel scherpe foto’s kan maken. Het is alleen belangrijk om zoveel mogelijk licht op te vangen, wat kan worden gedaan met grote telescoopspiegels van veel lagere kwaliteit, die tegen veel lagere kosten kunnen worden vervaardigd. ‘Met een aantal van zulke flux-collectoren, samen ter grootte van een paar voetbalvelden, kunnen we een statistische studie gaan doen naar buitenaards leven op de planeten bij onze buursterren. Er is nog een hele weg te gaan, maar dit zou wel binnen 25 jaar moeten kunnen’, aldus Snellen.