Complex buitenaards leven is zeldzamer dan gedacht

Vergeet de Klingons uit Star Trek en de griezelige Xenomorphs uit sciencefictionfilm Alien. Op de ontdekking van meer dan kosmische korstmossen of buitenaardse bacteriën hoeven we voorlopig niet te rekenen. De mensachtige wezens en groteske monsters die Hollywoodfilms ons voorschotelen, maken op de meeste planeten in het heelal geen schijn van kans. Dat stellen kenners in het nieuwste nummer van het vakblad The Astrophysical Journal.

Zij werpen daarin een kritische blik op de lakmoesproef die bepaalt of op een verre planeet leven kan voorkomen: de zogeheten leefbare zone. Om levensvatbaar te zijn moet op een planeet vloeibaar water kunnen voorkomen, zo luidt de redenering. Hij moet dan op precies de juiste afstand van zijn moederster staan. Te dichtbij, en het water dampt eraf. Te ver weg, en het oppervlak verandert in een onleefbare ijshel.

“Het voornaamste probleem bij de zoektocht naar buitenaards leven is dat we het nog niet hebben gevonden”, zegt astronoom Ignas Snellen (Universiteit Leiden). “We kennen vooralsnog maar één voorbeeld van een planeet met leven: de aarde.” Op onze planeet doet water dienst als veelzijdig oplosmiddel waarin de chemische reacties plaatsvinden die nodig zijn voor leven. “Water komt in het heelal veel voor. En dus is zoeken naar planeten in de leefbare zone vanuit ons aards perspectief goed te verdedigen.”

Complex leven

Dat is allemaal leuk en aardig wanneer je zoekt naar verre schimmels of eencelligen, maar wie complexer leven wil maken – een buitenaardse bever of een intelligente soort als de mens – heeft meer nodig, stellen de onderzoekers in hun nieuwe artikel. “Complexe levensvormen zoals de mens kunnen onmogelijk overleven op veel van de planeten die wel in de traditionele leefbare zone zitten”, zegt hoofdauteur Edward Schwieterman (University of California).

De onderzoekers besloten daarom te zoeken naar een meer stringente set vuistregels, naar de mix van omstandigheden die op een verre planeet complex, en misschien zelfs intelligent, leven mogelijk maakt. Zo stellen ze dat dergelijk leven in elk geval moleculair zuurstof nodig heeft, dat in voldoende hoge percentages in de atmosfeer voorkomt. Het inademen van zuurstof is volgens hen een van de meest efficiënte manieren om aan de energie te komen die een lijf draaiend kan houden. “Het ligt voor de hand dat complex leven elders ook zoiets moet doen. Ik vind dat wel een logische aanname”, zegt Snellen.

Vanuit die gedachte vallen een aantal planeten in de buitenste rand van de traditionele leefbare zone – op grote afstand van de ster – nu af. Op dergelijke planeten kan alleen vloeibaar water voorkomen met behulp van een broeikaseffect dat op gang wordt gebracht door een enorme hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer. Dat maakt zo’n planeet weliswaar warm, maar ook direct ongeschikt voor complex leven.

Door de nieuwe eisen die de onderzoekers aan planeten stellen, vallen een aantal bekende tweelingen van de aarde prompt van de lijst. Onder de slachtoffers zitten onder meer planeten rond de sterren Trappist-1 en Proxima Centauri. Beide stersystemen haalden de afgelopen jaren uitgebreid de pers omdat ze relatief dichtbij staan én planeten in de leefbare zone herbergen. Zo wil het door de Russisch-Israëlische miljardair Yuri Milner, Facebook-CEO Mark Zuckerberg en de vorig jaar overleden fysicus Stephen Hawking gesteunde Breakthrough Starshot-project bijvoorbeeld kleine ruimteschepen naar Proxima Centauri schieten, om te zien of er leven voorkomt.

Ontdekking van de eeuw

Trappist-1 en Proxima Centauri hebben bovendien de interesse van astronomen. “Wanneer Europa over een paar jaar de Extremely Large Telescope in Chili heeft gebouwd en de Amerikanen de James Webb Space Telescope hebben gelanceerd, kunnen we in de atmosferen van de planeten rond die sterren gaan speuren naar tekens van leven.” Om Trappist-1 draaien drie planeten in de traditionele leefbare zone. Bij Proxima Centauri is dat er eentje. “Als we op één van die planeten bewijs van leven vinden, ook al zijn het simpele eencelligen, dan is het nog steeds de ontdekking van de eeuw.”

Planeten waarop wél complex leven kan voorkomen, vinden we helaas niet in de buurt. Althans: voor zover we weten. “Aardeachtige planeten die draaien rond zonachtige sterren zijn niet per se zeldzaam, ze zijn alleen lastig te vinden met onze zoekmethoden”, zegt Schwieterman. “Ik verwacht dat dergelijke planeten in het heelal veel voorkomen. En een fractie van die planeten zal vast ook een aardeachtige biosfeer ontwikkelen.”

Twee nieuwe planeetjagers van NASA, Luvoir en Habex (beide bestaan alleen nog op de tekentafel), moeten in de toekomst hun pijlen op dat type verre werelden gaan richten. “Met onze resultaten kunnen we de meest aantrekkelijke doelen aanwijzen. Zo wordt de kans groter dat we een échte tweeling van de aarde vinden, met een complexe biosfeer en de mogelijkheid voor intelligent leven.”