Leidse meetmethoden versnellen speurtocht naar buitenaards leven
Sterrenkundige Ignas Snellen onderzoekt atmosferen van exoplaneten met als uiteindelijk doel aanwijzingen voor leven te vinden. Dat lukt steeds beter dankzij alsmaar slimmere meetmethoden van zijn onderzoeksgroep. ‘Binnen tien jaar wordt het echt spannend.’ Oratie 8 november.
Atmosferenrace
Het barst van de planeten die mogelijk een zusje van de aarde zijn. Dat nieuws brachten Amerikaanse astronomen deze week, ze speculeerden over 10 miljard tweelingzusjes na een analyse van tienduizenden sterren. ‘De ontwikkelingen gaan razendsnel’, benadrukt Ignas Snellen. Twintig jaar geleden kenden we alleen ons eigen zonnestelsel met 8 planeten. In 1995 werd de eerst exoplaneet, een planeet die draait om een andere ster dan onze zon, ontdekt. Bijna duizend daarvan zijn werkelijk waargenomen. Dat geldt niet voor de 10 miljard van de Amerikanen, die bestaan alleen nog in theorie. Iedere maand melden trotse onderzoeksgroepen nieuwe exemplaren. ‘Er is een hevige planetenrace gaande. Wij doen mee aan de atmosferenrace.’
Gasbollen of ijsklompen?
Want ze worden wel al snel zusjes genoemd, die ontdekte planeten met een enigszins vergelijkbare omvang als de aarde en een geschatte temperatuur – niet te heet en niet te koud- die vloeibaar water mogelijk maakt. Maar het blijven speculaties. Zijn de zusjes ook rotsachtige planeten, of bij nader inzien gasbollen of ijsklompen? De afstanden zijn te ver om een robot te laten landen. Maar de samenstelling van de atmosfeer van planeten kan in de toekomst wél onderzocht worden. Hiervoor zijn heel verfijnde meetmethoden nodig en dat is de specialiteit van Snellen en zijn onderzoeksgroep.
Primeur Leidse astronomen
De Leidse astronomen willen over ongeveer tien jaar kijken of er eerste aanwijzingen voor leven aanwezig zijn, zoals zuurstof, ozon of methaangas. Astronomen dachten tot voor kort dat dit alleen mogelijk zal zijn met ruimtetelescopen, omdat waarnemingen vanaf de grond verstoord werden door onze eigen atmosfeer. Snellen: ‘Wij ontwikkelden een techniek om dat effect eruit te filteren. Vijf jaar geleden waren we de eersten die met een grondtelescoop exoplaneten waarnamen. Nu wordt deze techniek overal gebruikt. Een ruimtetelescoop is ongeveer anderhalve meter, kost een miljard euro en is enorm kwetsbaar. Voor dat bedrag kun je een grondtelescoop bouwen met een diameter van 40 meter die meer waarneemt.’
Oefenveld
De ontdekte exoplanten zijn meestal gasreuzen. Dat zijn reuzenplaneten die voor het merendeel uit gas bestaan en vanwege hun grote omvang beter te onderzoeken. ‘Zij vormen een mooi oefenveld om onze technieken te toetsen. Aardachtige planeten zijn met de huidige technieken nog te klein en te ver weg om hun atmosfeer goed te meten.’ Zijn groep ontdekte bij 5 gasreuzen koolstofmonoxide in de atmosfeer en bij twee daarvan ook waterdamp.
25x krachtiger grondtelescoop
Snellen en zijn collega’s maken gebruik van de grootste grondtelescopen die er zijn, die in Chili en op het eiland La Palma. Binnen tien jaar hopen ze een nieuwe te gebruiken: de geplande European Extremely Large Telescope in Chili. Deze telescoop krijgt een doorsnede van bijna 40 meter en wordt minstens 25 keer krachtiger. ‘Dan wordt het echt spannend, want dan kunnen we beter de kleinere, aardachtige planeten onderzoeken.’
Signalen van een miljoenste procent
Ondertussen verfijnen de Leidse sterrenkundigen hun techniek voor licht-en kleurmetingen. Astronomen kunnen tot nu toe eenhonderste van een procent meten. Snellen ontwikkelt met andere Leidse onderzoeksgroepen een methode om de kleuren van gassen scherper waar te nemen waardoor hun samenstelling nog beter te achterhalen is. ‘Met dit instrument, METIS genaamd, kunnen we waarschijnlijk signalen van een miljoenste procent meten en dan zijn de aardachtige planeten óók binnen bereik voor onderzoek.’
Hoe snel wordt buitenaards leven gevonden?
En dan de vraag die op ieders lippen brandt: hoe groot is de kans dat er binnenkort buitenaards leven wordt gevonden? Snellen: ‘Over tien jaar kunnen we veel scherper meten en kunnen we echt naar de eerste aanwijzingen van leven gaan zoeken. Het zal hoogstwaarschijnlijk dan om heel simpel bacterieel leven gaan. De kans dat we tijdens mijn leven intelligent leven aantreffen acht ik erg klein. Bacterieel leven kan vrij snel ontstaan na het afkoelen van een planeet. Intelligent leven ontwikkelt zich veel langzamer en moet daarom veel zeldzamer zijn, waardoor het pas op veel grotere afstanden gevonden kan worden. De moderne mens op onze wereld kwam ook pas kijken na 99,99 procent van de huidige leeftijd van de Aarde. Maar het blijft natuurlijk speculeren.’
Oratie 8 november: Prof.dr. I.A.G. Snellen - De mens in het heelal
(7 november 2013 - LvP)
Zie ook
- Homepage Ignas Snellen
- Dossier Sterrenkunde
- Fundamentals of Science is een van de zes profielthema’s in het onderzoek van de Universiteit Leiden.