Zullen we met deze manier de kans op extraterrestrial life vinden vergroten?
Als een ruimtesonde microbieel leven zou detecteren op een andere planeet, hoe weten wetenschappers dan of ze met buitenaards leven hebben te maken of niet? Dat vroeg onderzoeker Jay Nadeau, van de California Institute of Technology, zich ook af. Het identificeren van microben op aarde is soms al moeilijk genoeg, zelfs voor deskundigen, laat staan op een andere planeet. Maar de NASA en Caltech komen nu met een nieuwe methode om buitenaards leven te vinden.
Enceladus
Sinds het Vikingprogramma van de NASA eind jaren zeventig heeft geen ruimtesonde meer expliciet gezocht naar buitenaards leven – dat wil zeggen naar werkelijke levende organismen. In plaats daarvan is de nadruk gelegd op het vinden van water, wat natuurlijk wel een vereiste is voor leven. Inmiddels zijn er al best wat (exo)planeten en manen ontdekt die water bevatten.
Zo ook Saturnus’ maan Enceladus waarop een hoop water voorkomt. De maan bevat een dikke laag ijs waaronder mogelijk een reusachtige oceaan ligt en er zijn een hoop enorme geisers aanwezig die ijsdeeltjes uitspugen tot bijna 500 kilometer hoog.
Nadeau zag hierin de mogelijkheid om te onderzoeken of er microben voorkomen in het water van Enceladus. Want wat nou als we een sonde naar Saturnus’ maan sturen die het water – dat door de geisers wordt uitgespuwd – opvangt? Dan kan een onderzoeksteam dat onderzoeken.
Alleen dient dan het volgende probleem zich aan: hoe identificeer je bacteriën in water? Zo is het volgens Nadeau zelf al lastig om een microbe van een stofdeeltje te onderscheiden.
Gewoel bestuderen
Een manier om dit onderscheid te maken, is door naar de chemische samenstelling van bijvoorbeeld de bacterie te kijken. Of naar bepaalde patronen in zijn structuur. Hoewel beide methodes bruikbaar zijn, moeten ze wel worden gebruikt in combinatie met directe observaties van mogelijke microben. Daarom stelt Nadeau een andere methode voor: kijken naar de bewegingen. Want, heel simpel gezegd, een levend micro-organisme zal bewegingen vertonen, terwijl een zandkorrel dat niet doet.
Om het ‘gewoel’ van de mogelijke microben op Enceladus te bestuderen, wil Nadeau gebruikmaken van holografische microscopie. Bij deze techniek wordt, kort gezegd, een object beschenen met een laser. Een detector meet het weerkaatste licht dat informatie bevat over de intensiteit van dat licht en hoelang het heeft gereisd. Met deze gegevens kan een computer een 3D-beeld van het object – in dit geval een microbe – en zijn bewegingen maken.
Tests
Nadeau heeft samen met andere onderzoekers de methode getest met monsters ijskoud water afkomstig van het noordpoolgebied. Van deze sample wist het team al dat er weinig bacteriën in zouden voorkomen, en de aanwezige microben zijn inactief door de kou. Toch wisten de wetenschappers met holografische microscopie organismes te identificeren in samples waarin maar 1000 cellen per milliliter voorkwamen. Even ter vergelijking: water uit meren bevat 1 tot 10 miljoen cellen per milliliter.
Het feit dat de methode geschikt is voor zulke dunbevolkte monsters biedt hoop voor de zoektocht naar buitenaards leven. Maar eerst nog even wat meer tests uitvoeren. Up next is Antarctica!
Wriemelende bacterie
Sterrenkundige Lucas Ellerbroek (Universiteit van Amsterdam) is in ieder geval enthousiast. “Ik zie Enceladus (en Europa, en Mars) sowieso als een veelbelovende plek om ooit buitenaards leven te ontdekken. Misschien zal dat zelfs eerder gebeuren dan het ontdekken van leven op exoplaneten. Om de buitenaardse vraag te beantwoorden zal namelijk onomstotelijk bewijs nodig zijn. En een wriemelende bacterie in een meetinstrument is nu eenmaal overtuigender dan in het licht verankerde, indirecte tekenen van leven op exoplaneten die lichtjaren verwijderd zijn van de aarde.”
En de technologie? “Die is een innovatieve stap in het herkennen van leven, waarvan een eenduidige definitie sowieso lastig is. De onderzoeksgroep zal verder moeten werken aan grote uitdagingen als: werkt het instrument in gewichtloosheid van de ruimte? En kunnen ze een ontwerp maken dat compact genoeg is om op een ruimtesonde mee te gaan?” Maar eerst moet de missie naar de geisers nog worden ontworpen. “Voordat een bacterie gevangen kan worden”, zegt Ellerbroek, “zijn we alweer meer dan tien jaar verder…”
Bronnen: Astrobiology, NASA, Caltech
Beeld: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer (geen verzendkosten). Abonnee worden? Dat kan hier!