Nieuwe techniek laat James Webb telescoop straks zuurstof zien

Astronomen kijken uit naar de analyses die de James Webb Space Telescope zal gaan doen aan de atmosferen van aardachtige exoplaneten. Dat zou ons iets kunnen zeggen over mogelijk leven daar. Een molekuul zouden we echter niet kunnen vinden met de 6 meter grote ruimtetelescoop: zuurstof. Dat zou onder de detectielimiet van de James Webb liggen. Dat zou natuurlijk erg jammer zijn. Want hoewel zuurstof niet persee door leven geproduceerd hoeft te worden, zou het een belangrijk aspect van een planeet zoals de Aarde niet kunnen vinden.

Maar een aantal NASA wetenschappers hebben een signaal in het infrarood spectrum gezien dat men tot nu toe over het hoofd gezien heeft. Het gaat om een piek die veroorzaakt wordt door botsingen tussen zuurstofmolekulen. Het Mid InfraRed Instrument Low Resolution Spectrometer (MIRI LMS) instrument van James Webb kan deze piek detecteren bij aardachtige planeten na een paar overgangen van de planeet voor zijn ster.

Hiervoor moet de ster wel redelijk dichtbij staan: 16 lichtjaar voor zuurstofconcentraties zoals in de Aardse atmosfeer en bij hele hoge zuurstofconcentraties en hogere atmosferische druk zou zuurstof zelfs tot op 84 lichtjaar gevonden kunnen worden.

Zoals gezegd hoeft zuurstof in de atmosfeer van een exoplaneet niet altijd ontstaan zijn door leven. Bij exoplaneten die dicht rond hun ster draaien kan de warmte bijvoorbeeld water afbreken met een hogere zuurstofconcentratie als gevolg.

Bron:

https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2019/oxygen-planets

 

Wie leven zoekt op exoplaneten, zoekt fosfine

Astronomen kijken erg uit naar de komst van de James Webb Space Telescope. Met deze ruimtetelescoop is het mogelijk de atmosfeer van exoplaneten te onderzoeken. Daarmee zou je in principe het bestaan van leven op die planeet moeten kunnen aantonen. Maar waar moet je dan op letten? Je zou daarbij aan allerlei stoffen kunnen denken, zoals zuurstof of methaan, maar die stoffen kunnen ook op niet-biologische wijze ontstaan.

Daarom is de wetenschap op zoek naar een biosignatuur: een stof die enkel ontstaan kan zijn door leven. Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology denken zo’n stof gevonden hebben: fosfine (een fosfor atoom met drie watersof atomen).

Voor ons is fosfine uiterst giftig en ontvlambaar en voor de meeste zuurstof-ademende wezens niet goed. Maar anaerobe micro-organismen, zoals de eerste bacteriën maken deze stof zelf. En er is geen ander niet-biologisch proces dat fosfine maakt op planeten zoals de Aarde. (In de atmosferen van Jupiter en Saturnus is ook fosfine gevonden, maar dat is waarschijnlijk gevormd onder de intense druk en temperatuur diep in die planeten)

De James Webb Space Telescope zal in staat zijn fosfine te detecteren tot op 16 lichtjaar, zolang er in de atmosfeer net zoveel fosfine zit als het methaan-gehalte hier op Aarde. Dat betekent wel dat de micro-organismen flink fosfine moeten produceren, willen we het ontdekken.

Bronnen:

http://news.mit.edu/2019/phosphine-aliens-stink-1218

https://phys.org/news/2019-12-smelly-poisonous-molecule-sure-fire-extraterrestrial.html

Credits coverafbeelding: NASA, MIT