UFO-enthousiastelingen opgelet. Er is nu een schaal ontwikkeld waarop alle close encounters met buitenaardsen kunnen worden ingedeeld, variërend van irrelevant, gebaseerd op zwak bewijs tot een complete bezetting van de aarde.
De Rio Schaal
De Rio Schaal werd ontwikkeld door de astronomen Iván Almár en Jill Tarter om de relevantie van een ontdekkigen van buitenaards leven in te schatten. De schaal loopt uiteen van nul, helemaal niet relevant, tot tien, wereldschokkend.
In de SF-film Year Twelve is er geen misverstand: tien op de schaal van Rio. De realiteit is weerbarstiger.
Rio Schaal Calculator
De schaal is wiskundig gedefinieerd, met een aantal invoervariabelen die bepaalt wat de waarde wordt. Zo telt de betrouwbaarheid van de waarneming, de afstand van de buitenaardsen tot de aarde en de aard van het bewijs. Zelf experimenteren? Probeer de Rio Scale Calculator.
Films getest
Er is alleen een probleem. Er zijn geen voorvallen geweest van door de mainstream wetenschap geverifieerde waarnemingen van buitenaardse beschavingen. Daarom zochten beide auteurs en collega Seth Shostak hun toevlucht tot Hollywood. In hun paper testen ze SF-films over buitenaards contact.
Independence day scoort hoger dan monoliet Voorlopige resultaten: weinig verrassend scoren de moordzuchige aliens die in Independence Day grote steden op de aarde verwoesten, een tien, terwijl de geheimzinnige monoliet in 2001: A Space Odyssey slechts een zes scoort.
Praktijk dubbelzinniger dan Hollywoodscript
Hierbij komen we direct op een belangrijk nadeel. Omdat vrijwel alle UFO-waarnemingen omstreden en grenswetenschappelijk van aard zijn, is er de nodige ambiguïteit. In Hollywoodscripts is dit uiteraard anders. Zo is er in 1977 door een radiotelescoop een geheimzinnig signaal waargenomen dat nog steeds niet verklaard is. Hou zou je dit zogeheten Wow-signaal moeten indelen?
In de woorden van Shostak en de zijnen:
Twijfel of bewijs voor buitenaardsen bestaat of niet, maakt nooit onderdeel uit van Hollywood films. Een fopsignaal door grappenmakers komt al helemaal niet voor in films. …Als dubbelzinnigheid inderdaad zo uitzonderlijk was, was de Rio-schaal niet nodig. In de echte werld zijn dingen niet altijd wat ze lijken; dit is zowel een rechtvaardiging als een aanmoediging om instrumenten te bedenken die kunnen helpen een vermeende ontdekking van buitenaardse intelligentie op te helderen.
Met een oppervlaktetemperatuur van bijna vijfhonderd graden en een atmosfeer die meer weg heeft van een soep dan van een gas, is Venus niet echt een voor de hand liggende plek om buitenaards leven te zoeken. Toch beweerde de Russische ruimteexpert Leonid Ksanfomaliti leven te hebben aangetroffen op Venera-foto’s uit 1982. Ondertussen zijn Ksanfomaliti’s waarnemingen naar het nu lijkt ontmaskerd als fotografische fouten, maar toch. Hoe zou leven er onder dergelijke omstandigheden uitzien?
Volgens de Russische ruimteexpert Leonid Ksanfomaliti is dit een schorpioenachtig dier. De meeste onderzoekers houden het op optisch bedrog.
Venus: de helse zus van de aarde
Venus is met een oppervlaktetemperatuur van 460 graden de heetste planeet van het zonnestelsel. Zelfs Mercurius, die veel dichter bij de zon staat dan Venus, is midden op de dag op de evenaar nog 35 graden koeler. De temperatuur is heet genoeg om lood te doen smelten. De atmosfeer is al even radicaal verschillend van de aarde. Deze bestaat uit kooldioxide met 3,5% stikstof, dit onder een druk van 92 atmosfeer. Een liter Venusatmosfeer weegt zeventig gram. De atmosfeer bevat meer zwavelzuur dan water. Kortom: als er al leven voorkomt op de planeet, moet dit radicaal afwijken van dat van de aarde.
Is leven mogelijk?
Leven op waterbasis, zoals op de aarde, is door de extreem hoge temperaturen en kurkdroge atmosfeer uitgesloten. We zullen dit vraagstuk dus natuurkundig moeten behandelen.
Is er vrije energie?
Leven, welke vorm van leven ook, is een complex, negentropisch proces en is afhankelijk van vrije energie. Vrije energie is energie waarmee nuttige arbeid is te verrichten, alle vormen van energie dus met uitzondering van de achtergrondswarmte.
De voornaamste energiebron op de oppervlakte van Venus is zonlicht. Door de zeer dikke atmosfeer en het wolkendek van zwavelzuur is de lichtintensiteit rond de tienduizend lux, dat is een schemerige winterdag op aarde. In principe is dit voldoende voor leven, dat de vrije energie van het licht zou kunnen benutten en uiteindelijk omzetten in afvalwarmte. Er is echter maar weinig van beschikbaar. Te weinig in ieder geval om ruimtevaartuigen op te laten werken.
Een veel zwakkere energiebron is chemische energie – de atmosfeer is chemisch niet helemaal in evenwicht. Wellicht zijn er op het oppervlak afzettingen waaruit een levensvorm in theorie energie zou kunnen halen.
Is er een medium om informatie op te slaan op 460 graden?
DNA, door het aardse leven gebruikt als informatieopslag, zou bij deze temperaturen spontaan uiteenvallen. In feite is dit hoger dan de temperatuur in een autoclaaf, bedoeld om alle bacteriën te doden. Leven op Venus zal dus gebruik moeten maken van meer resistente moleculen, die tegelijkertijd chemisch voldoende actief zijn om gelezen te kunnen worden. Dergelijke moleculen zijn er niet veel. Zelfs siliciumverbindingen vallen uiteen boven de twee- a driehonderd graden. Het materiaal zal dus mogelijk uit koolstof-stikstof-silicium verbindingen bestaan met dubbele bindingen tussen de atomen om voor grotere chemische stabiliteit te zorgen. Een goede kandidaat zijn kleimineralen.
Is er een medium om stofwisseling mogelijk te maken?
In aards leven vervult water de functie van oplosmiddel. We zullen dus op zoek moeten gaan naar een substantie die bij de temperaturen en drukken op de oppervlakte van Venus zich kan gedragen als een vloeistof. Kooldioxide zelf heeft bij deze druk wel iets van een vloeistof met een dichtheid van een dertiende van die van water. De stof bij deze druk en temperatuur superkritisch, een soort mengvorm tussen vloeistof en gas. CO2 wordt als wasmiddel gebruikt onder superkritische omstandigheden dus is in principe geschikt als medium. Wel is kooldioxide apolair. Dat wil zeggen dat alleen ongeladen, weinig reactieve moleculen er in oplossen. Over het algemeen niet het type moleculen dat biologisch actief is. Een andere mogelijkheid zijn vloeibare metalen of halfmetalen, zoals antimoon. Volgens sommigen bestaat de sneeuw op de toppen van Maxwell Montes uit dit goedje.
Welke moleculen kunnen werken als enzym en als bouwmateriaal?
Op aarde bestaan enzymen uit eiwitten en, zeldzaam, uit RNA (‘ribozymen’). Menselijke eiwitten denatureren al boven de 42 graden. Ook RNA is zeer instabiel. Beide stoffen zouden op Venus in een fractie van een seconde uiteenvallen. Ook hier geldt dus dat compleet andere chemische verbindingen of principes dan aards leven actief moeten zijn. Veel stoffen die bij lagere temperatuur inert zijn, worden chemisch actief bij deze temperaturen. Je zou kunnen denken aan verbindingen tussen silicium, koolstof en stikstof. Kortom: levensvormen die het bij deze temperaturen uithouden zouden bij aardse temperaturen veel weg hebben van een merkwaardig gevormde rots.
Hoe zou het leven zich ontwikkelen op een exoplaneet die veel zwaarder of juist veel lichter is dan de aarde? Een overzicht van enkele mogelijkheden.
In science fiction films met een beperkt budget zien we doorgaans verklede acteurs, die meer weg hebben van gemuteerde mensen dan van echt buitenaardse wezens. Wat dat betreft deed George Lucas, regisseur van de Star wars cyclus, het veel beter. In deze video een meer waarschijnlijke verzameling aliens, afgaande op simpele fysiologische en natuurkundige eigenschappen.
Een tweede aarde. Een tweede plek onder de zon waar we zonder zuurstofflessen of drukkoepels een ommetje kunnen maken. Maar… is dat wel ethisch verantwoord, vragen sommigen zich af.
We moeten onze wieg verlaten
De aarde is de wieg van de mensheid,maar de mens moet niet voor altijd in de wieg blijven, zo zei de Russische ruimtevaartvisionair Tsiolkovski al een eeuw geleden, toen de eerste moeizame proefvluchten met vliegtuigen plaatsvonden. Wat hebben we er aan als we gedetailleerde kennis hebben van onze buurplaneten, als er op een dag geen mensen op kunnen rondlopen en leven?
De verschillende stadia in het omvormen van Mars in een aardachtige planeet. Bron: Wikipedia
Naast de aarde slechts twee plekken in het zonnestelsel waar we kunnen overleven
Leven op andere planeten is echter levensgevaarlijk. We kunnen zonder kunstmatige atmosfeer en bescherming tegen straling niet overleven. Als deze systemen ook maar voor enkele minuten haperen, zijn de kolonisten reddeloos verloren. Er zijn twee plekken die met minimale aanpassingen door aardlingen bewoond kunnen worden: Venus, op een hoogte van zestig kilometer boven het verschroeiend hete oppervlak (wel moeten kolonisten dan in een eigen zuurstofatmosfeer leven en hun leven zwevend doorbrengen) en rond de evenaar van Mars, waar de temperaturen vergelijkbaar zijn met die in hartje Antarctica.
Mars als lusthof
Het zal in de toekomst technisch mogelijk zijn om Mars in een voor mensen leefbare wereld te veranderen. Het recept: verander de dunne koolzuuratmosfeer in iets dat wij kunnen ademen en maak de dorre oppervlakte van Mars bewoonbaar voor aardse planten. Dit proces staat bekend als terraforming. Maar moeten we dat wel willen?
Is er leven op Mars?
Op dit moment is niet bekend of er leven op Mars bestaat. Dieper in de planeet bestaan er omstandigheden waarin aardse levensvormen (extremofiele rotsbacteriën en archaeae) het zouden kunnen uithouden. Recente ontdekkingen – van warme plekken en van vocht – maken het waarschijnlijker dat er een vorm van leven op Mars bestaat. Zolang we dit leven nog niet onomstotelijk vast hebben gesteld blijven het uiteraard speculaties.
Hebben we het recht het inheemse leven op Mars te vernietigen?
Gesteld dat Mars een biosfeer heeft, dan is het terraformeren van Mars uiteraard desastreus voor de Martiaanse levensvormen. Mars terraformeren komt dan neer op het uitroeien van een compleet planetair ecosysteem met waarschijnlijk unieke eigenschappen. In dat geval zal de menselijke aanwezigheid op Mars beperkt moeten blijven tot enkele kleine kolonies met een drukkoepel, aldus sommigen.
Martianen vermoedelijk grotbewoners
De meest waarschijnlijke verblijfplaats voor Martiaans leven is onder de grond. Grotten zijn in veel opzichten de ideale verblijfplaats voor kolonisten. Ze zijn makkelijk af te sluiten en warm te stoken, ook bieden ze een goede bescherming tegen de dodelijke kosmische straling. Helaas zijn dat nou net ook de eigenschappen die grotten een waarschijnlijke verblijfplaats maken voor Martiaans leven. Vinden we in deze grotten leven, dan kunnen we beter alleen op de oppervlakte blijven.
Mars als geologisch natuurreservaat
Ook als Mars levenloos is, is er veel voor te zeggen om deze unieke maagdelijke omgeving zoveel mogelijk intact te laten. We hebben al veel schade aangericht aan deze planeet, dus kunnen we dat beter achterwege laten bij andere planeten. Wat als we Mars respecteren als levenloos natuurwonder?
Risico op besmetting van Mars met aards leven
Al sinds het Ruimteverdrag van 1967 worden alle ruimtevaartuigen nauwlettend gesteriliseerd om besmetting te voorkomen. Met reden. Als aardse bacteriën Mars koloniseren, zullen we nooit weten of het leven op aarde en Mars een gemenschappelijke oorsprong heeft, bijvoorbeeld. Ook kunnen aardse bacteriën vernietigende effecten hebben op het leven op Mars. Bovendien is er natuurlijk het risico dat Martiaans leven de aarde besmet.
Much ado about nothing
Persoonlijk ben ik van mening dat het leven op Mars, als het al bestaat, niet bijster veel voor zal stellen. Uiteraard zullen we er voor moeten zorgen dat er zoveel mogelijk monsters van het leven op Mars behouden blijven; we kunnen zelfs denken aan meerdere microbiële reservaten van enkele vierkante kilometers (alhoewel reageerbuisjes ook heel aardig zullen werken). Zo zou je de uitgedoofde vulkaan Olympus Mons als Martiaans natuurgebied aan kunnen wijzen. Met zijn hoge top van 25 km boven het Marsoppervlak zullen de omstandigheden hier ook na terraforming erg Marsachtig blijven. Vinden we meercellig leven, dan moeten we inderdaad voorzichtig zijn. Wat denken jullie?
De meeste exobiologen geloven dat de aarde niet de enige planeet is met leven. Kosmoloog John Gribbin schreef het boek ‘Alone in the Universe: Why our planet is unique’, waarin hij goede argumenten geeft dat alleen de aarde leven kan herbergen. Zijn we werkelijk alleen?
Zijn we alleen in het heelal?
Naar schatting zijn er alleen al in de Melkweg tientallen miljoenen aardachtige exoplaneten. De Melkweg is slecht één van de biljoenen sterrenstelsels in het heelal. Hoe groot is de kans dat zich, behalve dan op de aarde zelf, op geen enkele andere exoplaneet leven heeft ontwikkeld? Niet erg groot,denken de meeste exobiologen. Vandaar dat de hoop op buitenaards leven steeds groter wordt met de ontdekking van elke nieuwe exoplaneet. Zouden er vele lichtjaren ver weg buitenaardse intelligenties de aarde in het vizier hebben?
Zijn we alleen in het heelal?
De aarde: een opmerkelijk kosmisch toeval
In zijn boek Alone in the Universe laat John Gribbin weinig heel van dit geloof. In elk hoofdstuk laat hij zien dat de aarde in veel opzichten een unieke planeet is,die om een uitzonderlijke ster draait in een verre van standaard sterrenstelsel. Ons zonnestelsel, bijvoorbeeld, vormde zich precies op de goede plaats en op de goede tijd. Er waren genoeg zware elementen, zoals zuurstof, ijzer en stikstof, om leven mogelijk te maken en de materialen,zoals metalen, te vormen voor een technisch geavanceerde beschaving. Deze worden gevormd tijdens zware sterexplosies (supernova’s). Tegelijkertijd werken deze supernova’s vernietigend op leven tot op vele lichtjaren afstand. Bij supernova’s komt namelijk vernietigende straling vrij. Ook het zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel is een voortdurende bron van gevaarlijke straling.
Zonnestelsel opmerkelijk geordend
Het zonnestelsel bestaat uit planeten met opmerkelijk stabiele omloopbanen. De aarde heeft een vrijwel cirkelvormige omloopbaan, wat weinig voorkomt, en bevindt zich precies op de juiste plaats van de zon om vloeibaar water mogelijk te maken. Dit terwijl vernietigende asteroïden opgesloten zitten in de planetoïdengordel tussen Mars en Jupiter of in de verre Kuipergordel. De gasreus Jupiter slingerde gevaarlijke projectielen uit het zonnestelsel. Gribbin noemt ook de zeldzame grote maan van de aarde, maar reeds is aangetoond dat ook een planeet zonder maan in principe een stabiele rotatie kan vertonen,zij het minder stabiel dan de aarde.
Van buitenaardse planetenstelsels weten we dat dit doorgaans heel anders ligt: denk aan hete Jupiters vlak bij de centrale ster die omloopbanen destabiliseren, omloopbanen die niet in één vlak liggen en dubbelsterren. Ook moeten er tegelijkertijd voldoende botsingen zijn om de aarde te voorzien van water en stikstof.
‘Laten we zuinig zijn op deze planeet’
De conclusie van Gribbin is onverbiddelijk. Waarschijnlijk zijn we alleen tussen de sterren. Weliswaar kunnen we met onze telescopen aardachtige planeten ontdekken waarvan een doodenkele keer eentje precies in de bewoonbare zone van een ster ligt, maar deze planeten zullen onvermijdelijk in niets op de aarde lijken. Laten we daarom zeer zuinig zijn op deze planeet, aldus Gribbin. De kans dat we een tweede aarde vinden is namelijk ongeveer nul.
Boekbespreking van
John Gribbin, Alone in the Universe, ISBN 978-1-118-14797-9, Wiley (2011) (Engels)
De kleinste exoplaneten tot nu toe ontdekt, met een diameter van respectievelijk 1,03 en 0,87 maal die van de aarde, draaien om een zonachtige ster op 950 lichtjaar afstand. Een doorbraak: pas nu is een planeet kleiner dan de aarde ontdekt.
Weliswaar staan de planeten veel dichter bij Kepler 20 dan zelfs Mercurius en zijn dus extreem heet, maar wellicht waren ze ooit bewoonbaar. De twee nieuwe planeten verbreken het vorige record, gevestigd door Kepler 10b, een planeet van 1,4 maal de diameter van de aarde.
Volgende stap: bewoonbare exo-aarde vinden
De ontdekking komt twee weken na de aankondiging van de eerste planeet in de bewoonbare zone van een zonachtige ster. De bewoonbare zone is de schil rond een ster waaron water in vloeibare vorm op het oppervlak van een planeet kan voorkomen. Het volgende doel is een planeet met ongeveer de grootte van de aarde in de bewoonbare zone van een ster vinden. Immers: dat is het enige type planeet waarvan we 100% zeker weten dat er leven op kan ontstaan.
Dit is echter erg lastig. Exoplaneten worden ontdekt op twee manieren: omdat ze de ster waar ze omheen draaien laten schommelen, of omdat ze voor de ster langs trekken en zo de helderheid van de ster tijdelijk verminderen. Dit is de reden dat vooral grote planeten die dicht bij de ster staan makkelijk worden ontdekt. Zij laten de ster het meeste schommelen en laten de helderheid van de ster ook veel meer afnemen als ze voor de ster langstrekken.
Honderdduizenden potentiële sterverduisteringen
Kepler maakt gebruik van het sterverduisteringseffect. De ruimtetelescoop neemt honderdduizenden sterren tegelijkertijd waar en probeert zo sterverduisteringen waar te nemen. Weliswaar is de kans dat een planeet precies voor de ster langs trekt klein, maar omdat Kepler zo enorm veel sterren tegelijkertijd waarneemt, is er toch al een record aantal exoplaneten opgespoord. Om uit te sluiten dat een sterverduistering door een ander object wordt veroorzaakt, controleert het Kepler-team of de ster zoals voorspelt meeschommelt met de waargenomen planeet.
De nieuw ontdekte exoplaneten hebben door hun korte afstand tot Kepler 20 meer weg van Mercurius dan van de aarde.
Geen wiebel ontdekt,dus geen echte planeet?
Kepler-20 e en Kepler-20 f zijn beide te klein om veel invloed te hebben op de centrale ster. Ter vergelijking: de aarde laat de zon ongeveer vijfhonderd kilometer wiebelen. Omdat de planeten op slechts vijf resp. 11 procent van de afstand van de aarde tot de zon staan, is de wiebel hier groter. Omdat deze wiebel niet waar kan worden genomen, betekent dit dat de planeten geen gasreuzen kunnen zijn en – als onze planeetvormingsmodellen kloppen – ze maximaal 1,67 resp. 3,04 aardmassa zijn. Op deze korte afstand tot de ster – de oppervlaktetemperaturen zijn op deze korte afstanden tot de ster respectievelijk hoger dan zevenhonderd en vierhonderd graden Celsius – is het waterstofgas van een gasreus allang weggekookt, dus moet het hier om rotsplaneten gaan. Teamlid Seager veronderstelt dat beide planeten net als de aarde uit een ijzerrijke kern en silicatenrijke mantel bestaan.
Uitsluiten van alternatieven
Het team besloot daarom haar toevlucht te nemen tot het uitsluiten van alle andere verklaringen voor de waarnemingen. Hierbij maakten ze gebruik van de snelste supercomputer van NASA. Ze hielden onder meer rekening met de effecten van eventuele bruine dwergen en en naburige sterren. Met resultaat. De signalen zijn meer dan duizend keer zo waarschijnlijk het gevolg van een planeet, als van iets anders.
Was Kepler-20 f ooit bewoonbaar?
De planeten van het Kepler-20 stelsel staan allen zeer dicht bij de ster. Ze kunnen zich volgens de gangbare planeetvormingsmodellen nooit zo dicht bij een ster gevormd hebben. Waarschijnlijk stonden ze dus hiervoor op grotere afstand. Wellicht dat Kepler 20-f, de meest aardachtige planeet, ooit door de bewoonbare zone is gereisd. De planeet heeft dan gedurende korte tijd oceanen gehad, tot deze door de extreme hitte net als op Venus weggedampt zijn.
Leven kan niet bestaan zonder water, is een befaamd dogma onder astrobiologen. Allerlei zeer ingewikkelde berekeningen worden losgelaten op exoplaneten om te bepalen of er daadwerkelijk vloeibaar water voor kan komen op een bepaalde plek. Terecht? Nee. Er zijn heel goed ook andere manieren denkbaar waarop leven zou kunnen functioneren.
Wat is leven?
Over een antwoord op deze vraag bakkeleien natuurfilosofen en later biologen al sinds het prille begin van de natuurwetenschap. De kansrijkste benaderingen zijn de thermodynamische:
leven is als ‘iets’ dat de entropie (wanorde) in de omgeving vergroot en de wanorde binnen de eigen systeemgrenzen verkleint cq de vrije energie binnen vergroot.
en een meer biologisch getinte omschrijving:
Levende organismen kennen een vorm van stofwisseling (het omzetten van het ene in het andere), houden zichzelf in dezelfde toestand, kunnen groeien, kunnen zich voortplanten en kunnen zich door natuurlijke selectie aanpassen aan hun omgeving in opeenvolgende generaties: evolutie.
Geen aards leven zonder water
Als de de tweede definitie hanteren: wat leeft moet een stofwisseling kennen etcetera, zien we dat water inderdaad essentieel is als oplosmiddel voor de stofwisseling. Zonder water geen stofwisseling, en dus geen leven. Organismen, zoals zaden, beerdiertjes en bacteriesporen kunnen in uitgedroogde vorm in een soort winterslaap gaan, maar gedurende die tijd vindt er – voorzover bekend – geen stofwisseling plaats. Er zijn geen aardse levensvormen bekend met een stofwisseling zonder water. Nu moet daar wel bij gezegd worden dat we nooit op zoek zijn geweest naar levensvormen die niet op de een of andere manier een ander systeem dan water gebruiken voor hun stofwisseling.
Zou een meercellig ammoniakwezen er zo uit zien?
Ammoniak in plaats van water
Op zeer koude werelden waarop water zo hard bevroren is als rots, verandert ammoniak, NH3, in een vloeistof. Er zou zich in principe een levensvorm in een ammoniakrijke ijswereld kunnen ontwikkelen. Ammoniak gedraagt zich in veel opzichten als water en eiwitten bestaan uit aminozuren, die zich ook heel goed in ammoniak kunnen vormen.
Een probleem met ammoniak is dat het minder polair is dan water. Vetten lossen bijvoorbeeld zonder probleem op in ammoniak. Aangezien celwanden op aarde uit een vetmembraan bestaan, moeten ammoniakcellen een andere, rigide, stof als membraan gebruiken. Ook is het vloeibare temperatuurtraject van ammonia maar klein: van -78 graden tot -34 graden. Overigens: deze temperatuurgrenzen gelden bij een aardse luchtdruk. Is de luchtdruk veel hoger, bijvoorbeeld 50 atmosfeer, dan blijft ammonia vloeibaar over bijna tweehonderd graden. Ammonia verdampt ook makkelijker dan water.
Toch is ammonia het meestgenoemde alternatief voor water[1]. Een mogelijke water-ammoniakoceaan bevindt zich in het binnenste van de grootste maan van Saturnus, Titan. Bij deze lage temperaturen verlopen levensprocessen erg langzaam. Je hoeft dus niet erg bang te zijn dat je huisdier van een ammoniakwereld snel wegkruipt. Al zal dat letterlijk wel een hele opluchting zijn.
Methaanwezens
De oppervlakte van Titan doet merkwaardig aards aan. De vloeistof op het oppervlak is echter geen water, maar methaan, dat een complete hydrologische (of liever gezegd: methanologische) kringloop ondergaat. Af en toe zijn er heftige methaanregenbuien, waarbij enorme methaandruppels tergend langzaam naar beneden vallen. Geen wonder dat astrobiologen enthousiast hebben gespeculeerd over methaangebaseerde wezens. Methaan is echter polair. De bouwstenen van aards leven, zoals eiwitten, lossen dus niet op in methaan. Onderzoekers denken daarom dat methaangebaseerd leven (als het al bestaat), vermoedelijk gebaseerd is op vetachtige stoffen. Titan is zeer koud: op de oppervlakte heersen temperaturen rond de 70 kelvin (rond de -200 graden). Dit leven zal nog veel trager zijn dan ammoniakgebaseerd leven.
Sommige onderzoekers denken dat er inderdaad methaangebaseerd leven voorkomt op Titan. Er verdwijnt namelijk op raadselachtige wijze waterstof uit de atmosfeer. Ze vermoeden dat methaanbewonende organismen deze waterstof verbranden met ethyn (welbekend van de carbidbus) en er ethaan van maken, wat energie oplevert. Voor het verdwijnen van de waterstof zijn er ook andere chemische processen goed denkbaar [2]. De meeste onderzoekers vinden dat ook de meest logische verklaring.
Landing op Titan
Waterstofperoxide–bacteriën op Mars?
Water kent een nogal instabiele en agressieve variant met een extra zuurstofatoom: waterstofperoxide(H2O2). Een mengsel van water en waterstofperoxide trekt zeer sterk water aan. Joop Houtkooper en Dirk Schulze-Makuch denken daarom dat er op Mars wel eens een vorm van leven kan voorkomen dat in plaats van water, een mengsel van deze twee vloeistoffen bevat. Bijkomend voordeel voor bacteriën: dit mengsel bevriest pas bij -56 graden onder nul. Wel zal de biochemie zich moeten beschermen tegen het agressieve peroxide, maar dat is sowieso al noodzakelijk – peroxiden komen op Mars zeer veel voor. Ook zijn er meerdere organismen (van bacteriën tot de bombardeerkever) bekend die geconcentreerde waterstofperoxide gebruiken. [3] De peroxide-hypothese verklaart ook opmerkelijk goed waarom eventuele levensvormen de chemische test van de Marslander Viking uit 1976 hebben kunnen ontgaan. Door ze te verhitten reageerde de agressieve peroxide met de organische bestanddelen en veranderen deze in kooldioxide en water. Kortom: klopt de peroxide-hypothese, dan hebben planeetonderzoekers er al die jaren flink naast gezeten.
Wat als wij mensen vernietigd worden door een ramp, of door eigen toedoen uitsterven? Laten we voor het geval dat, buitenaardse archeologen meer vertellen over onszelf via een tijdcapsule.
De boodschap van Arecibo zal lang nadat wij gestorven en vergeten zijn, nog door de ruimte echoën.
Hebben we de aliens gemist?
De beroemde Drake Formule, die de kans op buitenaardse beschavingen berekent, wordt steeds nauwkeuriger. Zo weten we al vrij precies hoeveel sterren er in de Melkweg zijn, hoe groot het percentage sterren is met planeten en hoeveel van die planeten aardachtig zijn en in de bewoonbare zone van hun ster ronddraaien. Conclusie: er zijn tientallen miljoenen potentieel bewoonbare werelden. De kans is dus vrijwel honderd procent dat er behalve de mens, in de Melkweg ooit andere intelligente levensvormen hebben bestaan of zullen ontstaan. Maar toch. De kosmos is enorm. De kans is dus groot dat onze beschaving zo kort bestaat dat we onszelf al hebben uitgeroeid als een andere soort in ons deel van de Melkweg actief wordt. Ons Melkwegstelsel bestaat al meer dan dertien miljard jaar. Als soort bestaan we, als we Homo erectus als vroege mens zien, misschien twee miljoen jaar. Als moderne beschaving die ruimtevluchten maakt, bestaan we een halve eeuw.
In 1962, tijdens de Cubacrisis, had het een haartje gescheeld of er was een allesvernietigende nucleaire oorlog uitgebroken. Al staan de diverse grootmachten nu op betere voet met elkaar dan ooit eerder in de geschiedenis, de kans is niet denkbeeldig dat een kunstmatige epidemie of een vernietigend nanovirus de mensheid wegvaagt. Hoe verder de techniek vordert, hoe groter onze mogelijkheden zijn om ellende aan te richten. Kortom: de kans is niet erg groot dat twee beschavingen die in staat zijn tot reizen tussen de sterren elkaar tegenkomen.
De boodschap van Arecibo
In 1974 stuurde de radiotelescoop van Arecibo een FM-boodschap de ruimte in richting het sterrenbeeld Hercules, in de richting van een groep sterren die op 25 000 lichtjaar afstand van de aarde staat. De boodschap bestaat uit een matrix van twee priemgetallen: 23 en 73 en bevat primitieve voorstellingen van de mens en DNA. De boodschap bevindt zich in 2011 op 36 lichtjaar afstand. Tegen de tijd dat de radiosignalen de sterren bereiken, bestaat Arecibo niet meer en zal deze eeuw vervaagd zijn in de herinnering – als de mensheid dan nog bestaat. De vraag is of iemand of iets ooit het signaal zal opvangen.
Monument van de mensheid voor de eeuwigheid
Maar wat als we een baken zouden bouwen dat miljoenen jaren nadat er geen mensen meer zijn, nog steeds radiosignalen uitzendt? Dan wordt de kans opeens een stuk groter dat een toekomstige intelligente soort van ons bestaan op de hoogte wordt gebracht. Hopelijk leren ze dan van onze stommiteiten en zal bewustzijn en intelligentie, en emoties die bewuste wezens ondergaan zoals liefde en empathie, als fenomeen niet uitsterven.
Het Sovjet-maanwagentje Lunokhod 2 zal tot de langst overlevende menselijke artefacten behoren.
Uitnodiging tot buitenaardse invasie
Niet iedereen vindt het een goed idee om zo de aandacht op ons te vestigen. De weinige nakomelingen van de Aboriginals, de Maya’s en de Inca’s kunnen haarfijn uitleggen wat de gevolgen zijn een technisch vergevorderde beschaving in aanraking komt met een primitievere groep. Als aliens die technologisch een miljoen jaar op ons voorliggen hier arriveren, zou het wel eens uiterst akelig met ons af kunnen lopen, waarschuwt niemand minder dan Stephen Hawking en met hem veel andere wetenschappers uit diverse disciplines. Geen wonder dat toen de Rus Alexander Zaitsev in 1999 en 2003 krachtige radiosignalen naar naburige sterren stuurde, meerdere van zijn collega’s, waaronder fysicus Michio Kaku dat een wat minder slim plan vonden. Kaku wijst erop dat Cortes met zijn vuurwapens en handjevol mannen in minder dan twee jaar het enorme imperium van de Inca’s onder de voet liep. En hier ging het nog om een klein verschil in techniek. Kortom: radiosignalen uitzenden is ongeveer te vergelijken met een Inca die een kruik met een kaart van Zuid-Amerika en een goudstaafje in de Golfstroom gooit.
De Grote Piramide staat er na duizenden jaren nog steeds, maar na honderd miljoen jaar is er waarschijnlijk niets meer van over.
Interstellaire alarmklok
Tenzij we het baken zo instellen, dat het pas begint uit te zenden op het moment dat wij er niet meer zijn om het uitzenden te stoppen. Het apparaat wordt zo ingesteld dat het stil blijft zolang er boodschappen binnenkomen vanaf de aarde. Als het signaal vanaf de aarde stil is gevallen voor, zeg, vijfhonderd jaar, dan begint het baken uit te zenden. Maar hoe bouw je een baken dat honderd miljoen jaar, zonder storing, achter elkaar doorgaat met zenden? Er is immers niemand meer om het te repareren. Enkele toponderzoekers houden zich nu bezig met deze pittige ontwerpklus. Geen gemakkelijke taak. Het baken moet micrometeorieten, zonnevlammen en andere onheil overleven voor een langere tijd dan er zoogdieren bestaan.
Baken overleeft langer dan de dino’s
Science fiction schrijver Gregory Benford, onder die-hard SF fans(waaronder ondergetekende) bekend door zijn Galactic Center romanserie over een oorlog tussen mensen en een ras van machines, denkt dat het het verstandigste is om een baken in een baan iets binnen de omloopbaan van Venus te brengen. Daar is voldoende energie en tegelijkertijd zal de zonnestraling het baken niet beschadigen. Het baken moet alleen boodschappen verzenden naar sterren waar leven het meest waarschijnlijk is en dit elke paar maanden herhalen. Als een nieuwsgierig buitenaards volk het signaal opvangt, zullen ze hun telescopen in deze richting wenden en de volgende transmissie kunnen ontvangen. Wie weet zullen deze buitenaardsen dan een bezoekje brengen aan de aarde en de weinige menselijke overblijfselen die er na tientallen miljoenen jaren nog zullen zijn, denk aan mijngangen en radioactief afval, waarnemen. De maan is waarschijnlijk interessanter voor ze. De maan is geologisch en klimatologisch zo goed als dood, dus waarschijnlijk zullen de maanvoertuigen van de Apollo missie en de Sovjet-Loenokhod, met de tegen die tijd onvindbare Voyager, de langstoverlevende menselijke overblijfselen zijn…
Ook planeten zonder grote maan zijn stabiel genoeg om in evenwicht te blijven, zo blijkt uit nieuwe berekeningen. Dit maakt de kans op buitenaards leven een stuk groter.
Zonder een maan hadden we nooit dit plaatje kunnen zien, maar had zich wel een mensachtige soort kunnen ontwikkelen.
‘Maan beschermt tegen Jupiter’
In 1993 toonde Jacques Laskar van de sterrenwacht van Parijs aan dat de maan hielp de hellingshoek van de aardse rotatieas te stabiliseren tegen verstoringen door de zwaartekrachtsveld van de gasreus Jupiter, verreweg de grootste planeet in het zonnestelsel. Volgens Laskar en zijn medeauteurs zou de draaiingsas van de aarde zonder de stabiliserende invloed van de maan, wild gaan schommelen tussen 0 en 85 graden[1].
Om een indruk te geven: in dat laatste geval staat de aarde op zijn kant en staat hartje zomer de zon loodrecht boven de noordpool. Dit zou zo enorm sterke klimaatschommelingen opleveren (zeg maar gerust: tropische zomers en Antarctische winters), dat levensvormen hoger dan bacteriën, vooral grote landbewonende organismen als wij, ernstig in de problemen zouden komen.
Veel astronomen concludeerden hieruit dat complex leven zeldzaam is in het universum. Immers, de aarde is de enige planeet met een in verhouding zo grote maan. De botsing tussen een protoplaneet zo groot als Mars en de aarde leverde uiteindelijk de maan op (de maantjes van Mars, in ieder geval zeker Deimos, zijn ingevangen planetoïden). Minder dan tien procent van alle aardachtige planeten zal een dergelijke ingrijpende gebeurtenis meemaken en een grote maan opleveren.
Wat is precessie?
De aarde maakt drie bewegingen: het draaien om de as dat het dag-nacht ritme veroorzaakt, de omloop om de zon en nog een derde, minder bekende beweging: de precessie. Als een enorme tol waggelt de aarde heen en weer in een ritme van 26 000 jaar, zie het filmpje. Daarom is voor ons Polaris de poolster, terwijl voor de oude Egyptenaren van 3000 vC de ster Thuban in het sterrenbeeld Draco de poolster was. Zonder maan, aldus het artikel in 1993, zou het wiebelen langzamer gaan, waardoor Jupiters zwaartekrachtseffect zou resoneren met de wiebel en versterkt zou worden. De aarde zou hierdoor totaal uit het lood schieten.
Ook zonder maan vier miljard jaar evenwicht
Laskar berekende echter niet hoe lang het zou duren voor dit effect zou optreden. Astronoom Lissauer deed dat wel met zijn team. Nu is dat ook makkelijker, de computers nu zijn stukken beter en sneller dan in 1993. Hij simuleerde met zijn collega’s een maanloze aarde gedurende meer dan vier miljard jaar. Met opvallend resultaat. De hellingshoek van de planeet schommelde ‘slechts’ tussen tien en vijftig graden. Er waren zelfs langere perioden, tot een half miljard jaar, waarin de hellingshoek stabiel bleef tussen 17 en 32 graden[2] (nu is deze 23 graden; hoe sterker de hellingshoek, hoe heftiger de seizoenen). De veranderingen kunnen natuurlijk veel groter zijn in periodes groter dan vier miljard jaar. Dit is echter niet zo relevant voor levensvormen op de planeet, want erg veel langer dan vijf tot zes miljard jaar blijft een planeet die rond een zonachtige ster draait niet bewoonbaar. Ook is het de vraag of grote manen altijd gunstig werken. Het kan namelijk ook zo zijn dat een grote maan juist zorgt dat een planeet in resonantie komt met de gasreus. De groep is nu bezig met het bestuderen van afwijkende zonnestelsels.
Fysicus en kosmoloog Stephen Hawking bespreekt in zijn programma Stephen Hawking’s Universe een van de raadselachtigste waarnemingen ooit: het mysterieuze WOW signaal uit 1977. Was dit een signaal van een buitenaardse beschaving? Hawking bespreekt de waarschijnlijkheid van de verschilllende mogelijkheden in deze documentaire.
Jerry Ehman nam het Wow! signaal waar op 15 augustus 1977 in het kader van een SETI-project bij de inmiddels ontmantelde Big Ear-radiotelescoop van de universiteit van Ohio.
Het signaal was, zo wijzen de kenmerken uit, waarschijnlijk niet afkomstig van deze aarde of dit zonnestelsel, duurde 72 seconden en was nooit daarvoor gedetecteerd.
Ehman was er verbaasd over hoe de exacte productie van de intensiteitsvariatie van dit gelokaliseerde signaal in de gebruikte antenne had kunnen plaatsvinden. Hij printte het signaal: 6EQUJ5 en schreef in de marge Wow!. Dit commentaar werd later ook de naam van dit signaal.
Tot dusver is er nog steeds geen bevredigende verklaring voor dit signaal, dat zich op weerszijden op korte afstand van de waterstof-spectraallijn bevond. De meest bizarre verklaringen zijn al geopperd.
Waren dit aliens, was het een tot nu toe onbekend natuurkundig proces of waren hier geniale grappenmakers aan het werk?
