Astronomie

Vondst van zuurstof kan speurtocht naar buitenaards leven verstoren

De vondst van moleculaire zuurstof op een komeet dwingt de wetenschap om het ontstaan van ons zonnestelsel en de zoektocht naar buitenaards leven opnieuw onder de loep te nemen.

Door Nadia Drake
Foto's Van ESA/ROSETTA/NAVCAM

28 oktober 2015

De merkwaardige komeet in de vorm van een badeendje, die al een jaar wordt onderzocht door de ESA-sonde Rosetta, is nog een stukje vreemder geworden: net als planten op aarde blaast de komeet moleculaire zuurstof (O2) de omringende ruimte in. Moleculaire zuurstof wordt beschouwd als zeer zeldzaam in de kosmos – of anders uitzonderlijk lastig om te detecteren.

“Het is de meest verrassende ontdekking die we tot nu hebben gedaan”, zegt Kathrin Altwegg van de Universiteit van Bern, lid van het Rosetta-team. Het team registreerde de zuurstof al een jaar geleden en nam de tijd om te bepalen waar die zuurstof vandaan kwam. “Toen we het de eerste keer zagen”, vertelt Altwegg, “wilde niemand het eigenlijk geloven, omdat we zoiets helemaal niet op een komeet verwachtten.”

Moleculaire zuurstof komt op aarde natuurlijk veel voor. Het werd aanvankelijk – zo’n 2,5 miljard jaar geleden – in kolossale hoeveelheden uitgestoten door fotosynthetische blauwwieren. Maar tot nu toe hadden astronomen gasvormig O2 alleen op een handvol andere plekken in de ruimte gevonden. De nieuwe waarnemingen, waarover vandaag in Nature wordt bericht, dwingen de onderzoekers niet alleen het vroegste begin van het zonnestelsel opnieuw onder de loep te nemen, maar zetten hen ook op het verkeerde been als het gaat om de zoektocht naar kenmerkende signalen van buitenaards leven.

“De vondst betekent zeker dat we opnieuw naar exoplaneten en de zoektocht naar buitenaards leven moeten kijken”, zegt Sara Seager van het MIT. “O2 is het belangrijkste gas op ons lijstje van ‘biosignalen’.”

Terug naar het begin

Kometen zijn te vergelijken met verijsde tijdmachines die door de ruimte reizen. In tegenstelling tot planeten, die beschikken over interne ovens waarmee de ingrediënten van die planeten zijn gekookt en veranderd, is een komeet een oorspronkelijke bouwsteen die onveranderd is gebleven. Dus gebruiken wetenschappers deze vieze ijsballen om terug in de tijd te kijken, helemaal tot aan het ontstaan van het zonnestelsel, toen stukken bevroren puin op elkaar botsten en kometen vormden. Volgens de gangbare theorie geven de moleculen die in kometen zijn opgesloten, een goed beeld van de samenstelling van de oerstofwolk die, ver voorbij de baan van Neptunus, rond de nog piepjonge zon draaide.

De temperaturen in die oerwolk waren uiteraard extreem laag, maar tot nu toe had niemand verwacht dat het er zó koud of kalm zou zijn dat twee zuurstofmoleculen elkaar konden ontmoeten, zich aan elkaar konden binden en bij elkaar zouden blijven. “Alle modellen zeggen dat zoiets niet kan”, zegt de auteur van de studie Andre Bieler, verbonden aan de University of Michigan in Ann Arbor.

En hoewel moleculaire zuurstof slechts een klein percentage vormt van al het materiaal dat door de komeet wordt uitgestoten (zo’n 3,8 procent in relatie tot water), is het feit dat het op 67P is aangetroffen genoeg om de wetenschappers opnieuw te laten nadenken over de samenstellingen en temperaturen van die oerstofwolk. “Dit ijs is nooit genoeg verhit om herschikt te worden”, zegt Bieler.

Moleculaire zuurstof in gasvorm is rond twee andere sterren waargenomen, wat erop duidt dat het in interstellaire wolken een zeldzaam bestanddeel is. Misschien is die schaarste toe te schrijven, zo denken de wetenschappers nu, aan de moeilijkheid om O2 op zulke grote afstanden te detecteren.

“Wanneer we in kometen nieuwe moleculen vinden, zijn die vrijwel altijd al eerder aangetroffen in de interstellaire ruimte”, zegt Mike A’hearn van de University of Maryland in College Park. Maar: “de hoeveelheid [op 67P] is klein genoeg om te weten dat dit hier waarschijnlijk niet het geval was.”

O2 en kleine groene microben

Op welk probleem stuiten wetenschappers die speuren naar kenmerkende signalen voor leven op exoplaneten? Welnu, niemand denkt dat er op 67P microben leven die zuurstof uitademen. Maar moleculaire zuurstof, zo legt Seager uit, staat wel bovenaan het lijstje van gassen die kenmerkend zouden kunnen zijn voor de aanwezigheid van buitenaards leven. En als O2 in de kosmos alomtegenwoordig zou blijken te zijn, dan moet het gas misschien worden heroverwogen als potentieel biosignaal.

Aan de andere kant zouden hoge concentraties O2 in de atmosfeer van een planeet nog steeds een indicatie zijn voor de aanwezigheid van leven. “In atmosferen is de levensduur van O2 zó kort dat het er niet lang aanwezig blijft, tenzij het voortdurend word aangevuld”, zegt Seager, die erop wijst dat moleculaire zuurstof ook op veel andere manieren kan worden gevormd die niet per se op leven wijzen. “De komeet confronteert ons met situaties waarmee we helemaal geen rekening hadden gehouden, en zoiets zal steeds opnieuw gebeuren.”