7 kansen op tekenen van leven

1 Wat betekent deze ontdekking?

De ontdekking, deze week gepubliceerd in Nature, maakt duidelijk dat het in het heelal wemelt van de broertjes en zusjes van de aarde. De meeste daarvan zijn veel te ver weg voor gedetailleerd vervolgonderzoek, maar de zeven pas ontdekte planeten liggen bij wijze van spreken om de hoek.

De ster waar ze omheen draaien is tien keer kleiner dan de zon, en veel koeler. Michaël Gillon en zijn collega's van de Universiteit van Luik ontdekten vorig jaar al drie planeten vlakbij de dwergster, met de kleine Belgische TRAPPIST-telescoop (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) in Chili.

"Het is een heel mooie ontdekking", zegt Ignas Snellen van de Leidse Sterrewacht. Het compacte planetenstelsel lijkt volgens Snellen verrassend veel op de planeet Jupiter met zijn grote manen. "Alleen is in het geval van TRAPPIST-1 alles vijftig tot tachtig keer zo zwaar. Maar het lijkt erop dat beide stelsels op een vergelijkbare manier zijn ontstaan."

Uit de hoeveelheid onderschept sterrenlicht blijkt dat vijf van de zeven planeten ongeveer even groot zijn als de aarde; de andere twee zijn veel kleiner. Ook de kleine versnellingen en vertragingen die de planeten van elkaar ondervinden zijn nauwkeurig gemeten. Zo kon hun massa worden achterhaald. Dat zegt weer iets over de samenstelling.

In Nature rekenen Gillon en zijn collega's voor dat de planeten waarschijnlijk grotendeels uit gesteenten bestaan, net als de aarde, mogelijk vermengd met ijs. Of er sprake is van een dampkring en oppervlaktewater moet in de toekomst blijken.

Overigens wordt het stelsel sinds eind 2016 ook in het oog gehouden door de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler. "Die waarnemingen zijn op 6 maart beschikbaar", zegt wetenschappelijk projectleider Natalie Batalha. "Wie weet vindt Kepler nog wel meer planeten bij TRAPPIST-1."

De Amerikaanse planetenjager Debra Fisher (Yale) spreekt van een "fantastisch resultaat. Je kunt er zeker van zijn dat astronomen dit stelsel bij wijze van spreken onder de microscoop gaan leggen om te zoeken naar tekenen van leven."

Als er nu geen leven op de planeten voorkomt, kan dat in de toekomst altijd nog ontstaan, zegt Snellen: "Rode dwergsterren hebben een levensduur van miljarden jaren."

2 Hoeveel aarde-achtige planeten zijn er in het heelal?

Buiten ons zonnestelsel zijn tot nu toe ruim 3.500 planeten ontdekt, waarvan zowat vijftig met omstandigheden die mogelijk gunstig zijn voor leven. Kleine planeten zoals de aarde zijn moeilijk te ontdekken. Het onderzoek met de Belgische TRAPPIST-telescoop richt zich specifiek op rode dwergsterren. Bij zo'n kleine ster is een aarde-achtige planeet veel eenvoudiger te ontdekken. Ons eigen melkwegstelsel alleen al bevat wellicht een paar honderd miljard planeten die qua grootte, samenstelling en temperatuur vergelijkbaar zijn met de aarde.

3 Hoe komen we erachter wat zich op die planeten afspeelt?

Stap 1: Achterhaal de belangrijkste eigenschappen van de planeten. Uit de nieuwste metingen van de dwergster TRAPPIST-1 kon voor elke planeet al bij benadering worden afgeleid hoe groot en hoe zwaar ze is. Daaruit valt de dichtheid te berekenen.

Stap 2: Meet de hoeveelheid infraroodstraling die de planeten uitzenden. Die eigen warmtestraling geeft informatie over de temperatuur van de bovenste wolkenlagen (als er een dampkring is) of aan het oppervlak. Zo kom je erachter of er water kan voorkomen, en kun je klimaatmodellen opstellen. Zulke metingen zijn misschien al mogelijk vanaf de aarde, en zeker met de toekomstige James Webb Space Telescope. Die wordt eind 2018 gelanceerd.

Stap 3: Bepaal de samenstelling van de dampkring. Dankzij de relatief kleine afstand van het stelsel moet ook dat met de James Webb-telescoop lukken, of met de toekomstige European Extremely Large Telescope. Als een planeetdampkring methaan en zuurstof bevat, kan het haast niet anders of er komt biologische activiteit voor.

4 Kunnen we erheen?

De zeven zusjes van de aarde draaien in een baan om een ster op 39 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Waterman. Een lichtstraal doet er dus al 39 jaar over om die afstand af te leggen, met een snelheid van 300.000 kilometer per seconde. Zelfs als een ruimteschip versneld zou kunnen worden tot tien procent van de lichtsnelheid, duurt een reis naar TRAPPIST-1 nog bijna vier eeuwen.

De Russische miljardair Yuri Milner hoopt met zijn Breakthrough Starshot-initiatief over enkele tientallen jaren een zwerm nano-ruimtescheepjes op pad te kunnen sturen naar Proxima Centauri, de ster die het dichtst bij de zon staat. Ook daar is vorig jaar een planeet ontdekt. Hoe haalbaar het project is, is niet duidelijk. Het zal waarschijnlijk nog eeuwen duren voor een aards ruimteschip een bezoek kan brengen aan TRAPPIST-1, en dan gaat het zeker om een onbemand toestel.

Bestuderen op afstand biedt voorlopig veel meer mogelijkheden, al was het maar omdat je dan ook een veel groter aantal sterren en planeten onder de loep kunt nemen. De Belgische onderzoekers werken al aan een opvolger van TRAPPIST. De naam? SPECULOOS.