Illustratie: ESA Hubble, M. Kornmesser
‘We zijn niet alleen, mensen!’ ‘Minuscuul buitenaards leven op verre planeet.’ ‘Planet of the, er, plankton.’ Het zijn krantenkoppen waar sciencefictionliefhebbers al decennialang van dromen. En op donderdag 17 april 2025 waren ze alle vier daadwerkelijk te lezen op de voorpagina van een nationaal dagblad.
Toegegeven, dat dagblad was de Britse The Sun, die niet vies is van een beetje (of heel veel) sensationalisme. Maar ook andere media schreven grif over wat de Universiteit van Cambridge – toch niet de minste – in een persbericht ‘het beste bewijs voor buitenaards leven tot nu toe’ noemde.
Al snel kregen echter kritische geluiden de overhand. Dat stofje waar hoofdonderzoeker Nikku Madhusudhan zo enthousiast over is, dimethylsulfide of DMS, dat zou kunnen wijzen op ‘een oceaan die barst van het leven’… Zit dat wel écht in de atmosfeer van planeet K2-18b? Of kan het net zo goed iets anders zijn? Of zelfs helemaal niets? Zijn dat überhaupt vragen waarop we met onze huidige telescopen antwoord kunnen geven?
Teken van leven
Even een stap terug. Levensvormen op andere planeten zouden we kunnen betrappen door stoffen die ze produceren en in de atmosfeer doen belanden. Liefst heb je dan wel een stofje dat niet óók in grote hoeveelheden op natuurlijke wijze ontstaat. En het genoemde DMS zou zo’n stofje kunnen zijn. Dat wordt hier op aarde vooral vrijgegeven door fytoplankton: algen en bacteriën die hun energie uit zonlicht halen. Als je dus datzelfde gas in de atmosfeer van een andere planeet aantreft, zou dat een teken van leven kunnen zijn.
Maar hoe bepalen we eigenlijk wat voor stoffen er te vinden zijn in de atmosfeer van planeet die rond een andere ster beweegt? Er een sonde naartoe sturen is geen optie. Sterker nog, in verreweg de meeste gevallen kunnen we de planeet in kwestie niet eens zien. Het leeuwendeel van deze werelden is ontdekt doordat ze voor hun ster langs bewegen en daarbij een beetje sterrenlicht blokkeren. Uit die kleine, tijdelijke afname in helderheid leiden astronomen dan het bestaan van zo’n planeet af.
Bovendien schijnt een deel van het sterrenlicht dat op de passerende planeet stuit door de atmosfeer heen. Daarin absorberen moleculen bepaalde, vaste setjes ‘kleuren’ – of liever: golflengtes – uit dat licht. Bij die golflengtes is het licht daardoor net wat minder helder. Uit die dipjes in helderheid is vervolgens af te leiden welke moleculen er rondzweven in de tussenliggende planeetatmosfeer.
Enorme sprong voorwaarts
Tot zover klinkt het alsof sterrenkundigen daarmee een foolproof methode in handen hebben om de samenstelling van een planeetatmosfeer te bepalen. Zeker nu ze met de eind 2023 gelanceerde James Webb Space Telescope beschikken over een observatorium dat bij uitstek geschikt is voor deze klus. ‘Met James Webb hebben we een enorme sprong voorwaarts gemaakt’, zegt Ignas Snellen, hoogleraar astronomie aan de Universiteit Leiden.
Maar hoe ver die sprong ons brengt, hangt enorm af van de omstandigheden. Bij een grote gasplaneet van het formaat Jupiter gaat er relatief gezien veel sterrenlicht door de atmosfeer. Dan laten moleculen dus een vrij goed te identificeren vingerafdruk achter in dat licht. Maar hoe kleiner de planeet – oftewel: hoe meer hij op de aarde lijkt – des te onduidelijker het signaal.
Met oceanen bedekt
K2-18b is wat dat betreft een interessant geval. Enerzijds is hij een stuk groter dan de aarde, terwijl de ster waar hij omheen beweegt veel kleiner is dan de zon. Dat maakt zijn atmosfeer relatief goed te bestuderen. Anderzijds is de planeet ook weer geen gasreus waar je sowieso geen leven zou verwachten.
In plaats daarvan hoopt Madhusudhan, de Cambridge-onderzoeker die denkt het molecuul DMS op het spoor te zijn, te maken te hebben met een zogenoemde hycean world. Oftewel: een aarde-achtige planeet met een waterstofatmosfeer en een oppervlak dat met oceanen is bedekt. In dat water zou zich dan iets plankton-achtigs kunnen bevinden dat DMS produceert. ‘Maar K2-18b zou ook meer op Neptunus kunnen lijken’, waarschuwt Snellen. ‘Dan heeft hij niet eens een vast oppervlak.’
Sterker nog: het zou zelfs kunnen dat er helemaal geen hycean worlds zíjn. Volgens simulaties van de Zwitserse natuurkundige Aaron Werlen en collega’s zouden dit soort planeten al snel het grootste deel van hun water verliezen. ‘Geen van de planeten in ons model, ongeacht hun aanvankelijk hoeveelheid water, wist daar meer dan 1,5 massaprocent van vast te houden’, schrijven ze. Terwijl de planeten die Madhusudhan voor zich ziet, voor 10 tot 90 procent uit water zouden bestaan.
‘Categorisch onjuist’
Maar terug naar welke stofjes er al dan niet in de atmosfeer van K2-18b zitten. Iets anders wat daar een rol bij speelt, zijn de eigenschappen van het molecuul waar je naar op zoek gaat. Een relatief eenvoudig molecuul is met de James Webb overtuigend aan te tonen, zegt Matt Nixon, sterrenkundige aan de Arizona State University. Als voorbeeld noemt hij de waarneming van koolstofdioxide in de atmosfeer van de planeet WASP-39b. ‘Ik denk dat iedereen in de sterrenkundige gemeenschap zich wel achter die claim kan scharen.’
Maar naarmate een molecuul uit meer atomen bestaat, worden de hapjes die het uit het sterrenlicht haalt minder duidelijk afgebakend. Er verschijnen geen scherpe lijnen bij bepaalde golflengtes, maar bredere ‘deuken’ in het sterrenlicht. Daarbij zit er flink wat overlap tussen de deuken die verschillende moleculen typeren. ‘Dat maakt het veel lastiger om waarnemingen toe te schrijven aan moleculen als DMS dan aan iets als koolstofdioxide’, zegt Nixon.
Toch, zo impliceren zowel het persbericht als de presentatie die Madhusudhan zelf gaf over zijn resultaat, claimt het team uit Cambridge met 99,7 procent betrouwbaarheid te weten dat er DMS of DMDS (een vergelijkbaar molecuul met een extra zwavelatoom) in de atmosfeer van K2-18b te vinden is. En dát is ‘categorisch onjuist’, stelt exoplaneetonderzoeker Luis Welbanks, eveneens verbonden aan Arizona State University. ‘Dat slaat gewoon nergens op’, zegt ook Snellen. ‘Dat is een totaal verkeerde interpretatie van de analyse.’
Kaas of spons?
Het probleem is dat bij zo’n statement de context ontbreekt, legt Welbanks uit. Hoewel Madhusudhan en zijn team schrijven dat ze naar twintig verschillende moleculen hebben gezocht, slaat het genoemde percentage volgens Welbanks op een vergelijking tussen slechts twee scenario’s. Optie een: een atmosfeer met DMS, DMDS, koolstofdioxide en methaan. Optie twee: een atmosfeer die alleen maar koolstofdioxide en methaan bevat. Van die twee mogelijkheden is dan de eerste veel waarschijnlijker.
‘Maar dat is alsof je zegt: de maan is ofwel van kaas, ofwel van spons gemaakt’, illustreert Welbanks. ‘Als vervolgens het kaas-model veel beter met de waarnemingen strookt dan het spons-model, kun je natuurlijk niet concluderen: ik weet voor 99,9999 procent zeker dat de maan van kaas is gemaakt.’
‘Pure ruis’
Met collega’s analyseerden Welbanks en Nixon – overigens beide oud-promovendi van Madhusudhan – de data van de K2-18b-studie opnieuw, waarbij ze naar maar liefst negentig moleculen zochten. Hun conclusie: als je de methode van Madhusudhan gebruikt, zie je tekenen van DMS – maar er zijn vijf andere moleculen waarvan je dat met evenveel recht kunt beweren, en ruim vijftig die daarbij in de buurt komen. ‘Als je alles kunt detecteren in je data, detecteer je in feite helemaal niets’, vat Welbanks dat resultaat samen. En als je de in hun vakgebied algemeen geaccepteerde methodes loslaat op diezelfde data, voegt het tweetal daaraan toe, verdwijnt het DMS-resultaat zelfs helemaal.
Madhusudhan interpreteert de studie van Welbanks en Nixon anders. ‘Wat betreft DMS reproduceren ze ons resultaat’, reageert hij. ‘En we schrijven in onze studie zelf al dat andere onderzoeksgroepen op zoek moeten gaan naar veel meer moleculen, om te zien of er ook alternatieve mogelijkheden zijn.’
Verder merkt hij op dat zijn eigen team de data op twee manieren heeft geanalyseerd, waarvan het team van Welbanks en Nixon er maar één gebruikte. ‘Je kunt je dan afvragen of die zes moleculen wel allemaal overblijven als je ook de andere methode op ze loslaat.’
Snellen vindt dat de focus in het werk van Madhusudhan wel erg ligt op het aantonen van DMS. ‘Enorme tunnelvisie’, zegt hij zelfs. Daar protesteert zijn vakgenoot uit Cambridge tegen. Madhusudhan omschrijft zijn studie zelfs als ‘de meest agnostische zoektocht naar moleculen die ooit in het vakgebied is gedaan’. Tegelijk vindt hij zijn interesse in DMS gerechtvaardigd. ‘Er waren theoretische voorspellingen van dit gas en we zagen in 2023 al sporen ervan in de atmosfeer van K2-18b.’ ‘Pure ruis’, noemt Snellen die eerdere detectie op zijn beurt.
De verkeerde experts
Dat laatste zou trouwens ook nog kunnen gelden voor de nieuwere James Webb-waarnemingen waar Madhusudhan en collega’s zich op baseren. ‘Het signaal waar het om gaat, is nauwelijks aanwezig’, zegt Welbanks. ‘We weten niet zeker of de details die we zien niet het gevolg zijn van ruis. Wat ook te verwachten is als je naar zo’n kleine planeet kijkt.’
Al met al vindt Snellen dat de studie van Madhusudhan niet gepubliceerd had mogen worden. ‘Mogelijk heeft de redacteur van het wetenschappelijk tijdschrift het artikel niet naar de juiste experts gestuurd. Dat is bij een interdisciplinair onderwerp als dit ook lastig. Misschien is de tekst alleen naar astrobiologen gegaan, die vooral verstand hebben van stoffen die op leven zouden kunnen wijzen, en dus met name naar dat aspect van het artikel hebben gekeken. Was het artikel in plaats daarvan gestuurd naar iemand die weet hoe dit soort data geanalyseerd hoort te worden, dan had die het misschien wel tegengehouden.’
Wat Snellen betreft was het ook een teken aan de wand dat de ruimtevaartorganisatie achter de James Webb-ruimtetelescoop géén persbericht heeft doen uitgaan. ‘Als het echt zo’n grote ontdekking was, waarom heeft NASA er dan niets mee gedaan?’ In plaats daarvan kwam alleen de Universiteit van Cambridge met een persbericht. Maar die heeft volgens Snellen ‘niet de expertise om te verifiëren of dit klopte’.
Teruggekrabbeld
De bezwaren van zijn vakgenoten ten spijt, staat Madhusudhan volledig achter zijn studie én de manier waarop zijn onderzoek wereldkundig is gemaakt. Ja, kranten als The Sun gingen te ver, met hun ‘planet of the plankton’-koppen, zegt ook hij. Maar het overgrote deel van de media heeft volgens hem prima begrepen wat hij wilde communiceren. Namelijk: er is mogelijk bewijs gevonden voor bepaalde moleculen, die zouden kunnen wijzen op buitenaards leven, maar er is meer onderzoek nodig om dat te bevestigen. ‘Wat is daar mis mee? Dat is precies wat we probeerden over te brengen.’
Toch bracht zijn team al snel een vervolgstudie naar buiten, die volgens Welbanks ‘een aantal van de belangrijkste conclusies uit hun eerdere artikel direct tegenspreekt’. Van het ‘zustermolecuul’ DMDS is bijvoorbeeld inmiddels geen sprake meer, terwijl DMS nu op gelijke voet staat met twee andere moleculen. ‘En verderop in het artikel is te lezen dat er minstens tien moleculen zijn die even aannemelijk zijn als, of nog aannemelijker zijn dan, DMS.’ ‘Eigenlijk krabbelt Madhusudhan nu een beetje terug’, concludeert ook Snellen.
‘De doelpalen verzetten’
De diepere vraag die dit gebakkelei oproept, is: hoe zeker kunnen we überhaupt weten dat er bepaalde moleculen voorkomen in de atmosferen van planeten die enigszins op de aarde lijken? In een recent wetenschappelijk artikel doen astrofysicus Sara Seager en anderen, onder wie Welbanks, ‘de ontnuchterende constatering dat we met de James Webb misschien wel nooit in staat zullen zijn om een biosignatuurgas (een gas dat op leven kan wijzen, red.) met zekerheid te detecteren’.
Madhusudhan ziet dat dan weer als ‘de doelpalen verzetten’. ‘Seager was een van de mensen die de afgelopen tien jaar DMS noemden als een gas dat op leven zou kunnen wijzen. Nu hebben we daar daadwerkelijk de eerste tekenen van gevonden, en zegt haar team ineens dat we nooit zeker kunnen zijn van zo’n detectie.’ Hij denkt daarentegen dat het wel degelijk mogelijk is om met James Webb de komende twee jaar DMS waar te nemen met voldoende statistische betrouwbaarheid om van een ontdekking te mogen spreken.
Onvervuild licht
Snellen schaart zich bij kamp-Seager. ‘Bij de methode waarbij we met James Webb kijken naar een planeet die voor zijn ster langs beweegt, lopen we tegen grenzen aan.’ Dat komt onder meer doordat er altijd duizenden keren meer sterrenlicht is dat níét door de planeetatmosfeer is gefilterd dan licht waar dat wel voor geldt, zegt hij. ‘En die twee meet je altijd samen, wat een boel ruis oplevert.’
De Extremely Large Telescope (ELT), in aanbouw in Chili, moet uitkomst gaan bieden. Die heeft straks zo’n scherpe blik dat hij aan de hemel planeet en ster afzonderlijk kan zien, zegt Snellen. Astronomen kunnen zich vervolgens op het ‘onvervuilde’ planetenlicht storten om daar moleculen in te ontwaren.
Tenminste, als het gaat om sterren en planeten die zich dicht bij ons bevinden. K2-18b staat op 124 lichtjaar afstand en lijkt daarmee te ver weg om hem, ook met deze megakijker, als op zichzelf staand object te kunnen zien. Voorlopig moeten we het bij deze planeet dus toch van James Webb-data hebben – en alle gesteggel dat daarbij hoort.
De fosfineflater
Het nieuws rond het molecuul DMS bij K2-18b was niet de eerste keer dat er veel bombarie werd gemaakt rond een mogelijk teken van leven in een planetenatmosfeer. In 2020 zou in de dampkring van Venus fosfine zijn gevonden, een gas dat op aarde door bacteriën wordt gemaakt.
Toen die claim al een paar dagen groot in het nieuws was geweest, besloot Snellen zelf het wetenschappelijk artikel te gaan lezen. ‘En toen dacht ik op een gegeven moment: wat doen jullie híér nou?’
Bij dit soort waarnemingen gaat het om het spectrum: de intensiteit van licht, afgezet tegen de golflengte. Bij het licht van de zon of een andere ster is dat spectrum in de basis een gladde kromme, met afwijkingen die kunnen wijzen op bepaalde moleculen. Een molecuul in een planeetatmosfeer absorbeert bijvoorbeeld licht met specifieke golflengtes, waardoor er op die plekken in het spectrum zogenoemde absorptielijnen zitten.
Maar: zo’n spectrum bevat ook een boel ruis, die je eerst moet zien weg te filteren. En volgens Snellen hebben de onderzoekers achter het fosfine-onderzoek die ruis in feite overal weggehaald – behalve op de plek waar de spectraallijn van fosfine zat. ‘Toen zeiden ze vervolgens: kijk eens wat een mooie lijn! Daarop heb ik met een paar collega’s de data opnieuw geanalyseerd, en zo laten zien dat je op die manier op heel veel plekken een lijn kunt krijgen.’
Die resultaten publiceerden Snellen en collega’s vervolgens zo snel mogelijk – ‘maar ja, dan ben je alsnog zo een maand verder. Ondertussen hadden andere onderzoeksgroepen vastgesteld dat ook de hele kalibratie van het gebruikte instrument verkeerd was gedaan. Twee maanden later was er van het signaal niets meer over. Maar nu hoor je nog steeds af en toe over ‘dat geheimzinnige fosfine’, en ‘zit het er nu wel of niet?’.’
De les die Snellen hieruit heeft getrokken, is dat je vooral snel moet zijn als je in de media een wetenschappelijke blunder wilt rechtzetten. Daarom appte hij, toen het nieuws rond K2-18b naar buiten kwam, ’s ochtends vroeg meteen met een aantal collega’s die ook vaak in de media aan het woord komen. ‘En toen hebben we gelijk besloten: we gaan hier in de pers vol tegenin.’
Eerdere versies van dit artikel verschenen in Trouw en Skepter.
Waardeer dit artikel!
Vond je dit artikel interessant? Met een kleine bijdrage steun je mijn journalistieke werk en help je deze site in de lucht te houden!
Geef een reactie