Voor de vorming van leven zijn water, koolstof, zuurstof en methaan op een rotsachtige planeet met een atmosfeer essentieel. Het klimaat moet zowel niet te heet als niet te koud zijn, aldus Lisa Kaltenegger, een astrofysica van de Universiteit van Cornell. Tot nu toe hebben astrofysici echter geen bewijs geleverd voor het bestaan van leven op deze zogenaamde “bewoonbare zone” planeten.
Ongeveer 60 van de tot nu toe ontdekte 6.000 exoplaneten worden als veelbelovend beschouwd. Met behulp van krachtige telescopen zoals de James Webb-telescoop van NASA, worden deze planeten onderzocht op sporen van leven. Een uitdaging is dat veel exoplaneten moeilijk waarneembaar zijn omdat ze voortdurend zijn bedekt met een dikke laag wolken door een vochtig klimaat.
In een recente studie presenteert Kaltenegger samen met haar team een mogelijk alternatief voor dit probleem. Aangezien een blik onder de wolkenlaag op korte termijn niet mogelijk is, stellen de onderzoekers voor om te zoeken naar leven in en boven de wolken. In de stratosfeer van de aarde komen immers ook micro-organismen zoals bacteriën, schimmels en algen voor.
Het team van de Universiteit van Cornell heeft in totaal zeven microbiale stammen ontdekt in de stratosfeer op een hoogte tussen de 21 en 29 kilometer. Deze micro-organismen komen via luchtcirculatie op deze hoogtes en kunnen daar tussen de twee en zeven jaar overleven. Ter bescherming tegen hoge UV-straling, droogte en andere stressfactoren in de lucht produceren ze biopigmenten die in verschillende levendige kleuren schitteren. De kleurvariëteit loopt van roze tot rood, oranje en geel, zoals de wetenschappers aangeven.
Kaltenegger legt uit: “Nu hebben we voor het eerst aangetoond welke kleuren deze organismen hebben.” Op aarde zijn deze kleuren niet zichtbaar omdat de concentraties te laag zijn. Hoe vochtiger en benauwder een exoplanet is, des te meer waterdamp zich in de atmosfeer ophoopt, wat gunstigere levensomstandigheden betekent voor micro-organismen op grote hoogte.
Hoe meer wolken een exoplanet heeft, hoe meer leven er kan bestaan en hoe zichtbaarder de kleuren van de micro-organismen zullen zijn, is Kaltenegger ervan overtuigd.
Toekomstige telescopen zouden zich kunnen richten op het zoeken naar het kleurenspectrum, volgens het team van de Universiteit van Cornell. Dit omvat onder andere het door NASA ontwikkelde ruimteobservatorium ‘Habitable Worlds Observatory’ en het ‘Extremely Large Telescope’ van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, dat momenteel in de Atacamawoestijn in Chili wordt gebouwd.
Kaltenegger merkt op dat het kleurenspectrum een “echo van leven op de grond” kan vastleggen. Net als op aarde, kan een deel van de micro-organismen via de atmosfeer en terug naar het oppervlak worden getransporteerd, idealiter in een omvang die telescoopreflecties van de kleurpigmenten kan registreren.
“Zelfs als de wolken het uitzicht op het oppervlak volledig blokkeren, hebben we nu een manier gevonden om op planeten waar we eerder dachten nooit leven te kunnen vinden, naar sporen van leven te zoeken,” zegt Kaltenegger. Wolken hoeven niet langer als obstakel te worden gezien, maar kunnen juist als een sleutel dienen in de zoektocht naar leven op exoplaneten. Deze methode zal in de komende jaren en decennia worden getest en verfijnd.
