Zondag 04/12/2022

OpinieZomerspraakmakers

De vraag van Barbara Debusschere: wat heeft het heelal nog meer in petto?

null Beeld Jenna Arts
Beeld Jenna Arts

In deze reeks leggen opiniemakers van De Morgen een brandende kwestie voor aan een gastauteur naar keuze. Deze reeks verschijnt op maandag en donderdag in augustus.

Barbara Debusschere en Leen Decin

Barbara Debusschere is wetenschapsjournalist.

“Wanneer oorlog, pandemie of meer banale ellende ons te veel worden, zweren sommigen bij meditatie. Ik draai automatisch mijn hoofd omhoog. Richting de maan en de sterren. Hoe troostend is het niet dat wij, zoals wetenschappers uitleggen, uit sterrenstof zijn gemaakt? En dat wij, hoe klungelig en destructief we als soort ook zijn, steeds beter in staat zijn om grote geheimen van het heelal te ontrafelen? Op YouTube kan ik een filmpje zien dat het landschap toont op Mars, toch gemiddeld zo’n 225 miljoen kilometer hiervandaan. Alsof ik er zelf sta. Het zet die burenruzie, verkeerd ingestuurde factuur of uren geleden vervlogen deadline onnavolgbaar in perspectief. NASA is nu een groot onderzoek naar UFO’s gestart, we ontdekken steeds meer planeten buiten ons zonnestelsel die mogelijk ander leven herbergen en de fabelachtige James Webb Space Telescope, waarmee we dieper dan ooit in het heelal en in het verleden kunnen kijken, levert zijn eerste plaatjes. Op welke (soort) onthullingen en nieuwe inzichten zit u verlekkerd te wachten? En vinden we ooit buitenaards leven?”

Barbara Debusschere. Beeld Tim Dirven
Barbara Debusschere.Beeld Tim Dirven

Het antwoord van astrofysicus Leen Decin: ‘Biosignaturen op exoplaneten bevatten de sleutel’

Leen Decin is astrofysicus. Zij is als gewoon hoogleraar sterrenkunde verbonden aan de KU Leuven.

Astrofysicus Leen Decin. Beeld kos
Astrofysicus Leen Decin.Beeld kos

“Maandag 11 juli 2022 was voor heel wat astrofysici echt wel bijzonder. Op die dag sprak de Amerikaanse president Joe Biden terecht over een historische dag bij de voorstelling van het diepste beeld dat ooit van het universum werd gemaakt. Dat beeld is een foto in kleur, genomen door de recent gelanceerde Amerikaans-Europees-Canadese James Webb-telescoop (JWST, in het kort), de grootste en krachtigste telescoop ooit.

“Met vijftien jaar vertraging was het magische moment eindelijk aangebroken: de eerste beelden van de JWST werden vrijgegeven. Het plaatje toont met een ongeziene scherpte een cluster van sterrenstelsels zoals ze er ongeveer 4,6 miljard jaar geleden uitzagen. Maar dankzij een speciaal effect van Albert Einsteins relativiteitstheorie, zijnde een zwaartekrachtlens, zien we op het beeld ook sterrenstelsels van 13 miljard jaar geleden, ontstaan kort na de Big Bang. Vertaald in mensenjaren zou dit overeenkomen met een foto van een kind van ongeveer 4 jaar oud. We kijken dus naar de kleuterjaren van ons universum. Dit historische beeld is het startschot om met behulp van waarnemingen en theoretische modellen te achterhalen hoe het universum is ontstaan en is geëvolueerd, om uiteindelijk een universum te worden waarin wij, mensen, leven.”

Adembenemend

“Ik moest die elfde juli denken aan de openingszin van Hannah Arendt in haar boek Het leven van de geest: ‘Niet de mens, maar mensen bewonen deze planeet. Pluraliteit is de wet van de aarde.’ Dit soort kosmische onthullingen zijn voor mij, zoekende mens, adembenemend. Adembenemend, niet alleen omdat we aan de hand van wiskundige wetmatigheden en deze fysische realiteit met een steeds grotere precisie de basiseigenschappen van ons universum kunnen achterhalen. Maar ook opzienbarend omdat we als mensen de hand in elkaar slaan – over landsgrenzen heen – om samen dit prachtige beeld van ons universum te maken.

“De dag erna werden er tijdens een groots opgezette persconferentie nog vier andere foto’s toegevoegd aan dit historische startpunt: (1) het spectroscopische beeld van waterdamp in de atmosfeer van een warme Jupiter-achtige exoplaneet (planeet die draait om een andere ster dan de zon, n.v.d.r.) WASP96b, (2) de doodstrijd van een ster met een massa gelijkaardig aan die van onze eigen zon – NGC3132, (3) de complexe interactie van vier sterrenstelsels in het Kwintet van Stephan, en (4) een kosmische kraamkliniek – NGC3324. Elk van deze prachtige beelden verwondert en maakt nieuwsgierig, raakt aan onze zoektocht naar de plaats van de mensheid in dit immense universum. Not only life, not only mind, but understanding.

“Want ook onze eigen zon is geen eeuwig leven beschoren. De zon is nu ongeveer 4,5 miljard jaar oud, en binnen een goede 3 miljard jaar zal ze starten aan haar laatste levensfases. Ze wordt dan een grote rode reus, en dat mag je best wel letterlijk nemen. De zon zal afkoelen, waardoor haar kleur langzaamaan verschuift van geel naar rood. Bovendien zal ze in grootte toenemen, en zal haar straal ongeveer een factor 200 groter worden. Ondertussen worden de buitenste lagen van de zon gestript door een sterrenwind. Dit alles zal natuurlijk een immense impact hebben op ons leven hier op aarde. Tenzij het leven zich langzaam kan adapteren, zullen wij dit niet overleven.”

Partnerdans

“Hoe de apocalyptische partnerdans tussen de zon en de aarde er zal uitzien, weten we nog niet. Daarvoor zijn er nog enkele belangrijke parameters in onze theoretische modellen niet voldoende nauwkeurig gekend. En hierin kan de JWST een doorslaggevende rol spelen. Het prachtige beeld van de doodstrijd van NGC3132 toont twee cruciale componenten: (1) deze ster leeft niet alleen, maar heeft een partnerster, en (2) rondom de sterren is een nevel gecreëerd door de sterrenwind. Hoe sterker de wind van de reuzenzon, hoe langer de aarde op voldoende afstand kan blijven zodat het op aarde niet te warm wordt. Het accuraat vastleggen van de sterkte van de sterrenwind is voor astrofysici van belang, niet alleen om de evolutie van onze eigen zon beter te voorspellen, maar omdat alle sterren gedurende hun leven een groot deel van hun massa verliezen doorheen een sterrenwind.

“En het is dankzij deze oude sterren, en hun sterrenwind, dat jij en ik hier rondlopen. Want oude sterren zijn heuse kernreactoren, die diep in hun binnenste allerlei chemische elementen aanmaken, zoals koolstof, stikstof, zuurstof etc. Doorheen convectieve bellen komen deze chemische elementen naar het steroppervlak, waarna ze doorheen een sterrenwind in het ijle interstellaire midden worden geblazen. Zo vormen deze deeltjes de bouwstenen voor een nieuwe generatie van sterren en planeten. Dankzij oude sterren gestorven nog vóór de geboorte van onze eigen zon, was er voldoende koolstof en zuurstof aanwezig in de moleculaire wolk waaruit onze zon is geboren. Dat koolstof is een hoofdbestanddeel van al het bekende leven op aarde. Jij en ik zijn sterrenstof, letterlijk … Het verstaan van deze kosmische cyclus van stof en gas is meer dan puur kennisvergaring; het voedt ons denken dat zoekt naar betekenis voorbij de fysische werkelijkheid – een nooit te beëindigen zoektocht. De paradoxale eigenheid van de mens is dat hij/zij moet leren leven met ‘niet weten’. Niet weten wat het begin en einde van de kosmos is, niet weten wat het begin en einde van een sterrenleven is, niet weten wat het begin en einde van een mensenleven betekent.

“Barbara, bij het bewonderen van de hemelfirmament dwalen jouw gedachten af naar een vraag die de mensheid al decennialang bezighoudt: ‘Zijn wij alleen in dit universum?’ Het decor van deze zoektocht naar buitenaards leven wordt bepaald door de vraag of causaliteit en dus determinisme, dan wel contingentie of toevalligheid onze levensweg bepaalt. Een reductionistische visie op menselijk leven suggereert dat buitenaards leven overvloedig aanwezig is in het universum. Maar uit de alledaagsheid van de bouwstenen van het leven, kan je niet concluderen dat het leven zelf alledaags is. Neem nu bijvoorbeeld onze locatie in het universum: hoe typisch is die? Wel, ondanks de veelheid aan exoplaneten die we inmiddels hebben ontdekt, ondanks de astronomische speculaties dat er misschien meer planeten zijn in het universum dan sterren, is onze locatie extreem atypisch. Het universum is grotendeels een lege, ijle ruimte, maar mensen leven op een planeet met een vaste korst, met een magneetveld, op een bepaalde afstand van een gele dwergster (onze zon), met tektonische platen, etc. Soms lijkt het wel alsof het ontstaan van leven gelijk staat aan het 400 keer na elkaar kop gooien met een muntstuk.

“Kortom: ‘Vinden we ooit buitenaards leven?’ Het antwoord op deze vraag ken ik niet. Ook ik heb slechts weet van één universum en van één mensheid. De kwestie of het leven een biologisch artefact is, zouden waarnemingen van exoplaneten in de (verre?) toekomst wel eens kunnen beantwoorden. Met de JWST willen we zoeken naar biosignaturen: een combinatie van gassen in de atmosfeer die alleen door het voorkomen van leven kan veroorzaakt worden. Want leven heeft een enorme invloed op de omgeving. Levende organismen consumeren gassen en scheiden weer andere uit. Vooral de grote aanwezigheid van methaan (aardgas) in combinatie met andere gassen (zoals zuurstof en koolstofdioxide) wordt gezien als een sterke biomarker. Tijdens het volgende decennium (of twee) zal de detectie van biosignaturen op exoplaneten, of het uitblijven ervan, de sleutel bevatten om de universaliteit van de wetten van de chemie en biologie te testen.

“Dergelijke ontdekking bij een exoplaneet zou niet alleen mij – maar tevens een grote fractie van onze bevolking – met verwondering vervullen. En ook al kan dergelijke ontdekking enkel gezien worden als een indirecte aanwijzing voor mogelijk levengevende processen, toch is het een beeld dat in het geheugen van de mensheid zal worden gegrift. Een beeld met een impact gelijk aan de Copernicaanse revolutie. Een beeld dat op een (niet-brandbare) aluminiumplaat zou moeten gegrift worden. Omdat krachtige beelden nooit gewist kunnen worden, omdat krachtige woorden nooit uitgeroeid kunnen worden.

“Het startschot is gegeven. De JWST zal jouw vraag opnieuw onder de loep nemen.”

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234