'Ik wil een tweeling van de aarde vinden'

Het leven van een planeetonderzoeker gaat niet uitsluitend over turen door telescopen. Astrofysicus Sara Seager zit voornamelijk achter de computer. Wel krijgt ze via ruimtetelescopen gegevens binnen, over planeten die rond een andere ster draaien dan de zon. Data van zulke exoplaneten giet ze vervolgens in theoretische modellen die de atmosfeer en het binnenste van zo’n planeet beschrijven.

De Amerikaanse Seager werkt op het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston. Haar kamer is warm en rommelig, maar met spectaculair uitzicht op de rivier de Charles en met bijzondere decoratie. Aan de muur hangt een prototype van een van de ‘bloemblaadjes’ van Starshade: een ruimtevaartuig dat zichzelf uitvouwt om het licht van een ster te blokkeren, zodat planeten die om die ster draaien zichtbaar worden (zie onderstaande animatie van NASA).

Het bloemvormige ontwerp zag in de jaren zestig al het levenslicht, vertelt Seager, die verwikkeld is in meerdere wetenschappelijke ruimtemissies. “Elke tien jaar werd het idee realistischer en nu zijn we in staat het voertuig te bouwen. We onderzoeken nog hoe we de bloemblaadjes gecontroleerd kunnen uitvouwen op de juiste positie in de ruimte.”

Ruimtetelescopen kunnen met behulp van Starshade directe foto’s maken van exoplaneten, wat hopelijk nieuwe aanwijzingen oplevert over het bestaan van leven op verre werelden. Voor Seager draait het allemaal om één ding: het vinden van een tweede aarde.

Wat kunnen we nu te weten komen over een exoplaneet?

“Er zijn verschillende technieken waarmee we de massa en diameter kunnen achterhalen. Van daaruit kunnen we in veel gevallen afleiden waar een planeet uit bestaat. Bijvoorbeeld of hij rotsachtig is, gemaakt van voornamelijk waterstof of iets ertussen. En dan is er de atmosfeer. Door het sterlicht dat ons bereikt op te breken in een spectrum, kunnen we de samenstelling van de gassen in de atmosfeer afleiden. Het is een hot topic. Ruimtemissies die in eerste instantie gelanceerd zijn voor andere doelen gebruiken wij nu ook om atmosferen te bestuderen. Er worden proefschriften vol over geschreven.”

Is er een exoplaneet die uw speciale aandacht heeft?

“Mijn favoriet is altijd de volgende die we gaan ontdekken. Er zijn zoveel interessante planeten. We denken bijvoorbeeld dat er waterwerelden zijn, die uit meer dan een kwart water bestaan. Ik hoop een tweeling van de aarde te vinden, dat zal dan mijn favoriete planeet zijn.”

U wilt atmosferen zoals die van de aarde leren herkennen, met waterdamp, zuurstof, ozon en koolstofdioxide. Betekent zo’n atmosfeer dat er leven is op een planeet?

“We zijn nog niet in staat deze gassen te zien, maar we werken ernaar toe. En ja, mogelijk gaan we dezelfde gassen vinden. Zuurstof domineert met twintig procent onze atmosfeer. Zonder leven hadden we op aarde geen zuurstof, het zou logisch zijn om de zoektocht daar te beginnen.”

“Desondanks is het belangrijk om in gedachten te houden hoe verbazingwekkend groot de diversiteit aan planeten is. De ontdekking van hete Jupiters [makkelijk te vinden exoplaneten met een omlooptijd van enkele dagen, qua massa vergelijkbaar met Jupiter, red.] in de jaren negentig was te gek voor woorden, maar die zijn niks vergeleken met wat zich daarbuiten nog meer bevindt. Planeetwetenschappers denken daarom al na over vals-positieve scenario’s waarin zuurstof niet afkomstig is van leven maar van een ander proces dat we op aarde niet kennen.”

De wetenschappelijk directeur van NASA zei vorig jaar dat we binnen tien jaar sterke aanwijzingen voor buitenaards leven zullen vinden. Ze denkt definitief bewijs te hebben binnen twintig tot dertig jaar. Wat vindt u van haar standpunt?

“Dat was onverstandig om te zeggen voor iemand in zo’n hoge functie. Ik weet niet hoe dat heeft kunnen gebeuren. Ik zou zeggen: binnen tien jaar hebben we de capaciteit om leven te vinden als het bestaat in de dichtstbijzijnde stelsels van sterren en planeten. Dat is een heel ander statement.”

“We zullen de instrumenten hebben om water te vinden, ja. We kunnen de dichtstbijzijnde sterren afzoeken, we weten hoe dat moet. Maar als we het daar niet vinden, wat dan? Om naar de volgende reeks sterren te komen moeten we een heel nieuw paradigma bedenken. Iets compleet anders waar we nog niet aan hebben gedacht. De volgende generatie onderzoekers moet misschien materialen fabriceren in de ruimte, met onderdelen die zich daar in elkaar zetten.”

U heeft gezegd dat u de rest van uw leven zal zoeken naar een planeet als de aarde. Waarom is dat zo belangrijk voor u?

“Ik weet het niet precies. Misschien dat het een gevoel van verkennen is. Echte verkenners zijn altijd op zoek naar de volgende grens. Als ik lang geleden was geboren had ik wellicht naar de Zuidpool gewild. Het verlangen om iets nieuws te zien, om te zien wat er nog meer is daarbuiten, is zo verslindend.”

Gaat het u lukken, een tweede aarde vinden?

“De technologie zal er zijn. We doen iets wat binnen de mogelijkheden ligt van wat we tegenwoordig kunnen fabriceren. We proberen niet sneller te gaan dan de lichtsnelheid. En mensen binnen het vakgebied beginnen efficiënter samen te werken en het eens te worden over de koers die we moeten varen. Die samenwerking is schokkend genoeg de grootste barrière in wat ik wil doen.”