De vrije val van de status van Pluto zet door. Het is zelfs geen dwergplaneet meer, maar lijkt een groot uitgevallen komeet te zijn. De zwakke atmosfeer van Pluto lijkt namelijk veel weg te hebben van de staart van een komeet.
Pluto en zijn manen. De dwergplaneet bestaat voor een groot deel uit bevroren gassen.
Raadselachtige gaseruptie
Pluto, ooit bekend als de kleinste planeet, is zelfs kleiner dan de maan. Het hemellichaam heeft een onregelmatige, elliptische baan die het hemellichaam soms zelfs binnen de baan van de ijsreus Neptunus brengt. Op deze enorme afstand van de zon is de temperatuur 44 graden boven het absolute nulpunt. Alleen waterstof en helium vormen bij deze temperatuur nog een gas, maar door de fotonen van het zonlicht worden voortdurend moleculen stikstof, methaan en koolmonoxide losgeslagen uit de bevroren gassen op de oppervlakte. Op die manier vormt zich een atmosfeer met een druk van misschien een miljoenste van die van de aarde. Als de dwergplaneet zich weer verder verwijdert van de zon, zoals nu, slaan de gassen weer neer op het oppervlak van Pluto. Met de Hubble ruimtetelescoop zijn inderdaad voortdurende veranderingen op de oppervlakte van Pluto waargenomen die dit model ondersteunen.
Met een andere telescoop, de Hawaiiaanse James Clerk Maxwell infraroodtelescoop met een lensdiameter van 15 meter, hebben astronoom Jan Greaves van de Schotse universiteit van St. Andrews nu (blijkt uit spectraalanalyse) een wolk van koolmonoxidedamp waargenomen op vier keer de diameter van Pluto. En, zeer opmerkelijk: er is veel meer koolmonoxide dan elf jaar geleden in het jaar tweeduizend, toen de laatste waarneming werd gedaan.
Pluto heeft komeetstaart
Merkwaardig, want Pluto verwijdert zich op dit moment van de zon. Iets anders moet dus verantwoordelijk zijn voor deze bizarre koolmonoxide -uitstoot. Een verklaring is dat de zuidpool voor het eerst in honderdtwintig jaar uit de schaduw tevoorschijn komt en dat de verdamping vanaf de zuidpool sneller gaat dan het neerslaan van koolmonoxide op de nu permanent beschaduwde noordpool. Een andere ontdekking van Greaves en de zijnen is dat de roodverschuiving van de koolmonoxidedamp aangeeft dat de damp zich van de aarde (dus van de zon) lijkt te verwijderen. De meest logische verklaring is dat dit gebeurt onder invloed van de zonnestraling. Met andere woorden: de koolmonoxidepluim heeft wel iets weg van de staart van een komeet.
Zou Pluto de grootst bekende komeet zijn? Het wachten is op de uitkomst van de New Horizon-missie, die rond 2015 op hoge snelheid langs Pluto en Pluto’s maan Charon zal vliegen.
NASA-astrobioloog Richard Hoover stelt volgens het Journal of Cosmology dat hij fossielen van blauw-groene algen heeft aangetroffen in enkele koolstofmeteorieten die ouder zijn dan het zonnestelsel.
Worden zijn bevindingen bevestigd door onafhankelijk onderzoek, dan zijn de implicaties wereldschokkend te noemen. De aardse biosfeer is niet alleen: het hele universum bruist van het leven.
Fossiele bacteriën
Hoover deed zijn onderzoek aan CI1, een klasse van koolstofrijke meteorieten. Deze zijn extreem zeldzaam. Op aarde zijn in totaal slechts negen gevonden op een totaal van 35.000 meteorieten. Geen wonder: dit type meteoriet is extreem fragiel en valt in water snel uiteen. Hij bestudeerde fragmenten die uit deze meteorieten waren geprepareerd met twee typen scanning-elektronenmicroscopen: field emission (FESEM) en environmental (ESEM).
Met uiterst opmerkelijke uitkomsten. Hoover trof in de meteoriet structuren aan die als twee druppels water leken op de filamenten van aardse cyanobacteriën, ook bekend als blauw-groene algen. Cyanobacteriën behoren tot de alleroudste levensvormen en bestonden op aarde al meer dan drie miljard jaar geleden. Niet alleen de filamenten kwamen verbluffend veel overeen met hun aardse equivalenten, ook de microstructuren binnen de filamenten komen overeen met structuren die cyanobacteriën gebruiken voor dingen als voortplanting (baeocyten, akineten en hormogonia), stikstofbinding (basale, intercalaire of apicale heterocysten), hechting en voortbeweging (fimbriae).
Eén van de door Hoover aangetroffen bacterieachtige structuren in de meteoriet.
Al langer is bekend dat deze klasse meteorieten uiterst rijk is aan complexe organische verbindingen, waarvan meerdere een afbraakproduct zijn van bekende biologisch actieve moleculen als chlorofyl. Ook zijn al in 1834 door de Franse chemicus Berzelius sporen van klei en andere in water gevormde mineralen aangetroffen in een van deze meteorieten, die van Orgueil. Ook uiterst opmerkelijk is dat de verdeling van aminozuren, de bouwstenen van eiwitten, in CI1 meteorieten heel anders is dan in koolwaterstofrijke koolstofmeteorieten zoals die in het Australische Murchison. Kortom: hun oorsprong is heel anders.
‘Aarde ingezaaid door kometen’
Uit de chemische analyse leidt Hoover af dat de CI1 meteorieten afkomstig zijn uit kometen. Hun verhouding tussen waterstof en deuterium (zwaar waterstof) is namelijk exact die van de zon. Ook de combinatie van water en koolstof is bekend van kometen. Recent is bevestigd dat het water in de oceanen van de aarde van kometen afkomstig is. Zo onlogisch is het dus niet om te veronderstellen dat als kometen inderdaad bacterieel leven bevatten – en het vergt heel wat fantasie om Hoovers resultaten te weerleggen – de aarde ingezaaid is door kometen. Panspermie door kometen is reeds voorspeld door de verguisde astrofysici Fred Hoyle en Chandra Wickramasinghe. Hiermee is een ander al lang bestaand raadsel opgelost: het opmerkelijk snelle ontstaan van het leven op aarde terwijl we weten dat zelfs voor een eenvoudige bacterie heel wat complexiteit nodig is, al blijft de vraag onbeantwoord hoe het leven zich in kometen heeft kunnen ontwikkelen. Mogelijk moeten we dan aan kosmische stofwolken denken, waaruit zich uiteindelijk kometen hebben gevormd.
Alternatieve verklaringen
Besmetting door aardse bacteriën is volgens Hoover uitgesloten, omdat hij bij het onderzoek bestaande barsten in de meteorieten heeft vermeden en uiterste zorg is betracht om hygiënisch te werken. Ook is het stikstofgehalte in zijn monsters extreem laag, vergelijkbaar met dat in gefossiliseerde resten van honderden miljoenen jaren oud. Het is uitgesloten dat in de zeer korte tijd dat de meteorieten op aarde zijn, aardse bacteriën gefossiliseerd raakten: zelfs fossiele resten van tienduizenden jaren oud bevatten nog veel stikstof. Als dergelijke gedetailleerde resten in een aardse rots waren aangetroffen, waren ze geïnterpreteerd als bacteriële fossielen.
Natuurlijk kunnen de meteorieten ook van iets anders afkomstig zijn dan een komeet. De meest voor de hand liggende verklaring is uiteraard de aarde zelf, gezien de gelijkenis met aardse bacteriesoorten. In het verleden is de aarde meerdere keren getroffen door zware asteroïden, die zeker in staat geacht kunnen worden grote hoeveelheden aards biologisch materiaal te lanceren. Mogelijk is een brok aarde na een lange reis weer teruggekeerd in de dampkring. Hier zijn de isotoopafwijkingen echter te groot voor. De waterstof/deuterium verhouding komt meer in de buurt van die van kometen.
Wetenschappelijke controverse gegarandeerd
Zowel het Journal of Cosmology als Hoover zelf wisten wat hen te wachten zou staan als ze deze uiterst controversiële uitkomsten naar buiten zouden brengen. Hoover zelf heeft gewacht met het naar buiten brengen van zijn onderzoeksresultaten tot hij na vele jaren gedegen werk het wetenschappelijke equivalent van een slam dunk had met een werkelijk overweldigende lawine aan feiten. De redacteuren van het Journal of Cosmology hebben om dezelfde reden het onderzoek voorgelegd aan honderd wetenschappers en vijfduizend andere wetenschappers om een reactie gevraagd.
De aarde en Titan delen een aantal opmerkelijke overeenkomsten. De grootste maan van Saturnus beschikt als enige maan in het zonnestelsel over een atmosfeer en ook de oppervlakte van Titan doet opmerkelijk aardachtig aan. Zij het dat methaan de rol van water aanneemt. Beide zijn ook rijk aan stikstof. De reden is dat beide hemellichamen komeetinslagen te verduren hebben gehad, stellen de Spaanse planetair geologen Josep Trigo-Rodriguez en Javier MartÃn-Torres.
Stikstofatmosfeer
De aarde is opmerkelijk rijk aan stikstof. Opmerkelijk, want op de meeste andere terrestriële planeten (met uitzondering van Venus) is stikstof schaars.
Titan lijkt opmerkelijk veel op de aarde. Zij het dat de rotsen uit ijs bestaan en dat gastvrij ogende meer uit ethaan...
Zo komt er op Mars maar een spoortje stikstof voor. Ook op Titan bestaat de atmosfeer hoofdzakelijk uit stikstof. En wat interessanter is: de samenstelling van de stikstof (stikstof bestaat uit diverse isotopen: atomen waarvan het aantal neutronen in de kern verschilt, maar die chemisch gelijk zijn) lijkt als twee druppels water op die van de aardse stikstof.
De aanwezigheid van stikstof is lastig te begrijpen. Immers: vlak bij de zon werden lichte elementen als waterstof en stikstof weggeblazen. De reden dat Venus haar oceanen kwijtraakte en nu een ziedende hel van kooldioxidedamp is.
Kometen brachten stikstof
We weten dat zowel de zon als Jupiter heel andere stikstof-isotoopverhoudingen hebben als de aarde, dus moet de stikstof van zowel de aarde als Titan uit dezelfde, onbekende bron afkomstig zijn. Die bron wordt gevormd door kometen, stellen de twee planetologen, want Titan is gevormd door het samensmelten van brokken ijs in een baan om Saturnus. Kometen zijn eveneens ijsbrokken, afkomstig uit de verre uithoeken van het zonnestelsel. Pas voorbij de asteroïdengordel is waterijs stabiel.
Vier miljard jaar geleden werd door het Late Heavy Bombardment het binnenste deel van het zonnestelsel geteisterd door deze brokken ruimtepuin, waaronder bevroren gassen als ammoniak en koolstofverbindingen. Deze brokken sloegen massaal in op de gasreuzen en aardachtige planeten. Enkele stikstofrijke ijsbrokken moeten op die manier de aarde en Venus een stikstofrijke atmosfeer hebben bezorgd. Probleem met deze theorie is dat gesteenteresten van 4,2 miljard jaar oud reeds duidelijke sporen van leven (isotoopverhoudingen koolstof) bevatten.
Waar de aardse stikstofatmosfeer tot op de dag van vandaag nog bestaat (met kooldioxide vervangen door zuurstof), is die op Venus aangevuld met zeer veel kooldioxide, afkomstig van vulkaanuitbarstingen.
