Op sommige superaardes zou zomaar leven kunnen voorkomen. Maar willen eventuele aliens op zo’n planeet de ruimte verkennen, dan hebben ze een groot probleem, meent een aantal sterrenkundigen.

We hebben maar geluk met de aarde. Niet alleen is hij op alle mogelijke manieren geschikt voor leven (nogal wiedes, anders waren wij er niet geweest), ook heeft zowel de aarde als de zon de juiste eigenschappen om ruimtevaart doenlijk te houden. Als de aarde veel zwaarder of de zon juist veel lichter was geweest, dan had dat het verkennen van het heelal een stuk lastiger gemaakt.

Geen gps

In ons zonnestelsel komen ze niet voor, maar bij andere sterren hebben we er al meer dan honderd ontdekt: superaardes, oftewel rotsachtige planeten die tot tien keer zo zwaar zijn als onze aarde. En daar zitten exemplaren tussen waar leven op zou kunnen voorkomen. Sterker nog: sommige wetenschappers menen zelfs dat superaardes geschikter zijn voor leven dan ‘gewone’ aardes. Dankzij hun sterkere zwaartekracht kunnen ze namelijk een dikkere atmosfeer vasthouden die hun bewoners beter beschermt tegen schadelijke straling uit de ruimte.

Maar een beschaving op een dergelijke superaarde heeft ook een probleem, schrijft de Duitse astronoom Michael Hippke in een recent artikel. Wil je aan de zwaartekracht van een zware planeet ontsnappen, dan heb je meer brandstof nodig. Veel meer brandstof. Als je bijvoorbeeld vanaf Kepler-20b de James Webb-ruimtetelescoop zou lanceren, dan kost dat je 55.000 ton brandstof – vergelijkbaar met wat de Titanic woog. Wil je een van de Apollomissies naar de maan lanceren (zo’n 45 ton), dan heb je 400.000 ton brandstof nodig – vergelijkbaar met de Piramide van Cheops.

Een beschaving op zo’n planeet zal dus waarschijnlijk niet of nauwelijks raketten de ruimte in schieten, zoals wij dat doen, maar goed: zoveel levert ruimtevaart nu ook weer niet op, zou je zeggen. Alleen: satellieten moet je natuurlijk ook lanceren voordat je er wat aan hebt. Als eventuele aliens op Kepler-20b de beschikking willen hebben over bijvoorbeeld communicatie-, weer- en klimaatsatellieten, of een navigatiesysteem à la gps, zullen ze dus een andere manier van lanceren moeten verzinnen.

Concurrentievoordeel

In twee andere artikelen bekijken de Harvard-wetenschappers Manasvi Lingam en Abraham Loeb hetzelfde probleem op een grotere schaal: stel dat je als beschaving je eigen planetenstelsel achter je wil laten, is dat dan makkelijker of moeilijker als dat planetenstelsel zich rond een lichte ster bevindt?

In eerste instantie zou je zeggen: makkelijker. Hoe lichter een ster, des te minder hard hij ruimteschepen naar zich toetrekt, dus des te minder brandstof het kost om erbij vandaan te vliegen. Maar dat zit anders, schreef Loeb afgelopen voorjaar. De grap is dat een lichtere ster minder warmte afgeeft dan een zware. Daarom moet een planeet, wil er vloeibaar water voorkomen (een voorwaarde voor leven zoals wij dat kennen) er behoorlijk dicht bij staan. Maar zo dicht bij een ster is de zwaartekracht juist sterker en kost het dus meer brandstof om erbij vandaan te komen.

In een later artikel gooien Lingam en Loeb hier wat rekenwerk tegenaan. Daaruit blijkt dat ontsnappen aan de allerlichtste sterren nauwelijks te doen is: wil je het planetenstelsel verlaten rond VB 10 – dertien keer zo licht als de zon – dan heb je voor elke kilo aan raket of lading meer dan een ton aan brandstof nodig. Bij wat zwaardere lichte sterren is die verhouding weliswaar gunstiger, maar toch: een beschaving rond een ster als de zon zal zich een stuk makkelijker over het heelal kunnen verspreiden dan een beschaving bij een lichtere ster. In zekere zin is dat een mooi concurrentievoordeel voor ons als we ooit een imperium op poten willen zetten dat zich uitstrekt over meerdere sterren. En is het dan voor beschavingen rond zwaardere sterren dan de zon nóg makkelijker om andere sterren te bezoeken? Nee, dat maakt dan weer nauwelijks verschil met onze situatie, zo blijkt uit de berekeningen van Lingam en Loeb.

Belangrijk is wel dat het bovenstaande uitgaat van de klassieke, chemische raketten die de mens voornamelijk gebruikt. Er zijn ook andere manieren denkbaar om een ruimteschip het heelal te laten doorkruisen. En misschien hebben ingenieurs uit minder ‘raketvriendelijke’ regionen zich wel veel meer op die manieren toegelegd dan hun aardse collega’s – en hebben de vloten van zulke beschavingen dus simpelweg een andere aandrijving.

Deze Far Out staat ook in KIJK 2/2019.

Bronnen: International Journal of Astrobiology, ArXiv.org, Research Notes of the AAS

Beeld: M. Kornmesser/ESO

Nu in de winkel: KIJK Hoogvliegers! Een special boordevol spannende verhalen uit de luchtvaart. Bestel hem hier voor maar €6,99.