Samenstelling gemeten van atmosfeer van een exoplaneet 340 lichtjaren van ons vandaan

Impressie van een hete Jupiter. Credit: NASA, ESA, and L. Hustak (STScI).

Sterrenkundigen zijn er in geslaagd om met behulp van de 8,1m Gemini South telescoop in Chili voor het eerst direct de hoeveelheid water en koolmonoxide in de atmosfeer van een exoplaneet te meten. Michael Line (Arizona State University) en zijn team bestudeerden met die telescoop WASP-77Ab, een ‘hete Jupiter’ op zo’n 340 lichtjaar afstand. Hete Jupiters worden zo genoemd omdat ze ongeveer zo groot zijn als Jupiter, maar door de nabije afstand tot hun moederster heel heet, 1100 graden Celcius in het geval van WASP-77Ab.

Door de Dopplerverschuiving te meten (rechts te zien) krijgt men een indruk van de baan van de planeet (links). De sterkte van het signaal van de planeet  geeft informatie over de hoeveelheid verschillende gassen in de atmosfeer. Credit: Smith / M. Line / S. Selkirk / ASU.

Met behulp van de Immersion GRating INfrared Spectrometer (IGRINS) verbonden aan die telescoop was men in staat om van enkele gassen in de atmosfeer van de planeet hun ‘abundantie’ te weten te komen, de relatieve hoeveelheid van die gassen. Dat lukte voor water en koolmonoxide. Die hoeveelheden blijken ongeveer gelijk te zijn aan die van de ster, WASP-77A. Hier is het vakartikel over de waarnemingen aan WASP-77Ab, verschenen in Nature. Bron: Phys.org

Nee, Breakthrough Listen Candidate 1 ‘van Proxima Centauri’ komt niet van een buitenaardse beschaving

Een artistieke impressie van het Proxima Centauri systeem. Credit: Breakthrough Listen / Zayna Sheikh

In mei en juni 2020 ‘luisterden’ sterrenkundigen met behulp van de Parkes radiotelescoop in Australië in het kader van het Breakthrough Listen Project van miljardair Yuri Milner gedurende dertig uur naar Proxima Centauri, de ster die met een afstand van 4,2 lichtjaar na de zon de meest nabije ster tot de aarde is – een ster waar de aandachtige planeet Proxima Centauri b omheen draait. Ze vonden een merkwaardig radiosignaal bij een frekwentie van 982,002 MHz vanuit de richting van de ster dat ze BLC-1 noemden, Breakthrough Listen Candidate 1. Hieronder zie je dat signaal, een zogeheten dynamisch spectrum waarin de gele lijn het signaal is (de rode stippellijn toont een verwacht spectrum op grond van de ‘drift rate’ van het signaal – zie hieronder).

Credit: Smith et al./Breakthrough Listen.

Onlangs is dat signaal, dat maar liefst vijf uur duurde, nader onderzocht door twee onafhankelijke teams en hun conclusie is dat BLC-1 niet afkomstig lijkt te zijn van Proxima Centauri, maar van… een door mensen gemaakt instrument bij de aarde. Yep, niks aliens, niks SETI, gewoon iets kunstmatigs. Om te kijken of het signaal afkomstig is van heel ver weg (Proxima Centauri) of juist van dichtbij (de aarde) keken de onderzoekers naar de zogeheten drift rate van het signaal, dat is een soort van karakteristieke tijdsafhankelijke verschuiving in de frekwentie, die per bron verschilt. Een ster bijvoorbeeld zal door de Dopplerverschuiving een beweging laten zien, die verschilt van een aardse, stilstaande bron. Daarbij keken de onderzoekers niet alleen naar het signaal bij 982,002 MHz, maar werd naar een breder spectrum gekeken. Analyse van alle gegevens leverde dit resultaat op:

Using this procedure, we find that blc1 is not an extraterrestrial technosignature, but rather an electronically drifting intermodulation product of local, time-varying interferers aligned with the observing cadence.

Het signaal lijkt dus veroorzaakt te zijn door ‘interferentie van menselijke technologie’. Men kon alleen niet vaststellen wat dat dan precies is geweest wat BLC-1 heeft veroorzaakt.

Vakartikelen

  • Shane Smith et al, A radio technosignature search towards Proxima Centauri resulting in a signal of interest, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01479-w.
  • Sofia Z. Sheikh et al, Analysis of the Breakthrough Listen signal of interest blc1 with a technosignature verification framework, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01508-8

Bron: Phys.org + Centauri Dreams.

Hubble viert Halloween met de gloeiende koolstofster CW Leonis

Credit: ESA/Hubble & NASA, T. Ueta, H. Kim

Zondag is het halloween en ieder jaar komt de Hubble ruimtetelescoop wel met een spookachtig kosmisch tafereel om daar bij stil te staan. Dit keer heeft Hubble een foto gemaakt van CW Leonis, een rode reus – eigenlijk oranje-groen gekleurd – in het sterrenbeeld Leeuw op pakweg 400 lichtjaar van de aarde, die een atmosfeer van koolstof heeft en die omgeven is door dichte wolken van gas en stof die hij afgelopen jaren heeft uitgestoten. Hieronder zie je een kort animatie van CW Leonis – die ooit een zonachtige ster was – de afgelopen 15 jaar en daarin zie je hoe in die relatief korte tijd de ster van helderheid is veranderd.

Bron: Hubble.

Italië wil suborbitale ruimtevluchten gaan lanceren vanaf eigen bodem

Het Italiaans ruimtevaartagenschap (ASI) heeft recent aangegeven vanaf 2023 suborbitale ruimtevluchten vanaf eigen bodem te willen gaan uitvoeren. Het plan is om de luchthaven van Taranto-Grottaglie, in de regio Puglia, om te bouwen tot ruimtehaven vanwaar zowel wetenschappelijke als toeristische ruimtereizen gelanceerd kunnen worden. De nieuwssites AdnKronos en La Corriere della Sera kwamen recent met dit nieuws naar buiten naar aanleiding van het ruimtevaartevenment ‘Mediterranean Aerospace Matching‘ in september j.l. in Puglia. De technisch directeur van Grottaglie, Giuseppe Acierno, liet zich opgetogen uit: “Als we het vandaag in Grottaglie hebben over de ruimtehaven, doen we het omdat we jarenlang hebben gewerkt om dit resultaat te bereiken met een reeks actoren. Op dit moment wordt de ruimtehaven Grottaglie, de enige in Italië, geconfronteerd met de regelgevingsfase om klaar te zijn om in de kortst mogelijke tijd de Italiaanse plaats te worden voor toegang tot de ruimte. Ook het bedrijfsleven investeert en ziet kansen in ruimtevaartactiviteiten. Grottaglie is kandidaat om ESA ’s Space Rider-ruimtesonde,  in 2023 in een baan om de aarde te brengen.”

Space Rider, artistieke impressie Credits; ESA

Een keur aan Italiaanse bedrijven heeft op het MAM aangegeven welwillend te staan tegenover deze, mogelijk economisch zeer rendabele, ruimtevaartsector. Het ASI heeft reeds in 2017 een eerste stap gezet m.b.t. ruimtetoerisme. Destijds tekende het ASI met Virgin Galactic een intentieovereenkomst voor een commerciële vlucht met VG met een Italiaanse passagier en experimentele lading. Maar voordat er een ’tricolore’ instapkaart getoond kan worden voor een (on)-bemande commerciële ruimtereis vanaf eigen bodem moet er eerst dus een regelgevend systeem worden opgetuigd en het havengebied van Grottaglie worden geconsolideerd. Als deze bureaucratische hobbels eenmaal genomen zijn, zijn Italiaanse ruimtevaartbedrijven klaar om deze sector te bedienen?

Een impressie van een SpaceshipTwo. credit: Virgin Galactic/sky26

Italië is een zeer belangrijke speler voor ESA, het bouwt volop mee aan ruimtevaartsystemen voor zowel raketten (VEGA), satellieten, als woon- en servicemodules voor in het ISS. Italiaanse bedrijven als Altec (Aerospace Logistics Technology Engineering Company) en Argotec (gespecialiseerd in microsatellieten en astronaut supportsystemen), om er enkele te noemen zijn bijvoorbeeld belangrijke spelers in de Italiaanse ruimtevaartsector. David Avino, CEO van Argotec vertelde aan AdnK: “In Italië hebben we de hele toeleveringsketen om na te denken over een ‘ruimtevakantie’: we hebben systemen voor comfort, geavanceerde ruimtetechnologieën, modules om in een baan om de aarde te blijven.” Met zijn teams bracht Avino de eerste gastronomische, speciaal voor in microzwaartekracht – maaltijden en koffieapparaat naar het ISS. Op  24 november a.s lanceert het ASI de LiciaCube, zie ook deze AB. Deze kleine satelliet is volledig in Italië gebouwd, en wordt naar de diepe ruimte gestuurd. Liciacube is een project gecoördineerd door ASI maar gemaakt door Argotec.

NASA’s DART ruimtesonde en ASI’s LICIACube voor impact op Didymos, a.i.. Credits; NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben

ASI, ENAC, doelstelling 2023
De commerciële ruimtevaartsector zou volgens de prognoses van de investeringsbank Morgan Stanley in 2040 de waarde van een biljoen (1000 miljard) USD kunnen bereiken, die zich nu nog beperkt tot een beperkte groep van grote spelers als SpaceX, Boeing en ArianeGroup. Maar het ASI meent dat de weg open ligt voor kleinere landen c.q. bedrijven om hierop in te spelen. Giorgio Saccoccia, huidig president van ASI stelt: “We hebben altijd een rol van betekenis in de belangrijkste ESA-missies. De  meeste woonmodules zijn door ons ontwikkeld: onze vaardigheden maken ons een bevoorrechte gesprekspartner voor veel commerciële partners.” Alessio Quarata, directeur van het ENAC (Nationaal Orgaan voor de Burgerluchtvaart) stelde in dit kader: “Het doel is om te beginnen met de experimenten voor suborbitale vluchten in 2023 in Grottaglie. Het gaat nu om het vaststellen van de regels voor operaties en trajecten, waarvan we denken dat ze tegen het einde van het jaar klaar kunnen zijn voor het verstrekken van licenties. Een specifieke nationale partij is er nog niet, echter enkele internationale bedrijven hebben ons reeds benaderd. Het experiment zou beginnen met point-to-point vluchten met wetenschappelijke doelstellingen.” In navolging van Noorwegen en Zweden, die reeds in 2022 al lanceringen van satellieten vanuit eigen land willen lanceren, zou Italië daarmee het derde Europese land zijn dat naar de ruimte gaat lanceren vanaf eigen bodem. Bronnen:  La  Corriere della Sera, Adnkronos, ASI, Argotec

Juno biedt een goed driedimensionaal beeld van Jupiter’s atmosfeer

De wolkenbanden van Jupiter waargenomen in infrarood met de Gemini North Telescoop op Hawaï en visueel met Hubble. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/NASA/ESA, M.H. Wong and I. de Pater (UC Berkeley) et al.

Waarnemingen gedaan met NASA’s Juno ruimteverkenner hebben een gedetailleerd driedimensionaal beeld opgeleverd van de atmosfeer van Jupiter, de grote planetaire gasreus in ons zonnestelsel. We kennen die atmosfeer vooral van de kenmerkende evenwijdig lopende banden en zones en van de Grote Rode Vlek, de iconische storm die al meer dan driehonderd jaar woedt op Jupiter. Juno draait sinds 2016 om Jupiter en inmiddels is hij daar 37 keer omheen gewenteld. Met al zijn instrumenten heeft hij de atmosfeer goed kunnen bestuderen en dat heeft geresulteerd in diverse vakartikelen die deze week werden gepubliceerd in Science en de Journal of Geophysical Research: Planets.
Zo was men met Juno’s microwave radiometer (MWR) in staat om door de dichte wolken van Jupiter heen te kijken.

Impressie van de aarde en de Grote Rode Vlek, die laat zien hoe groot die storm is. Credits: JunoCam Image data: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS; JunoCam Image processing by Kevin M. Gill (CC BY); Earth Image: NASA

Uitkomsten van alle onderzoek:

  • De cyclonen in de atmosfeer van Jupiter zijn warmer bovenin en ze hebben daar een lagere atmosferische dichtheid dan onderin. Bij de anticlyclonen, waarvan de Grote Rode Vlek het bekendste voorbeeld is, is het precies andersom: die zijn bovenin kouder.
  • De stormen blijken omvangrijker te zijn dan gedacht. De cyclonen kunnen vanaf de hoogste wolkentoppen een diepte bereiken van 100 km en de Grote Rode Vlek kan zelfs tot een diepte van 350 km (max. 500 zelfs) reiken. Daar op die dieptes is er geen sprake meer van zonlicht dat de atmosfeer verwarmt, dus de warmte van de cyclonen moet van binnen komen. Die diepte kon men o.a. bepalen doordat de Grote Rode Vlek inwerkt op de zwaartekracht van Jupiter en men met NASA’s Deep Space Netwerk de snelheid van Juno over de rode vlek heen kon meten met een afwijking van 0,01 mm/s.

    Metingen van de windsnelheden op verschillende dieptes in de Grote Rode Vlek. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSSImage processing: Kevin Gill CC BY

  • De banden en zones van Jupiter worden gescheiden door winden die in tegengestelde richtingen waaien, felle straalstromen feitelijk. Die straalstromen kunnen een diepte bereiken van maar liefst 3200 km in de atmosfeer. Waargenomen is dat de stromingen van ammoniagas in de atmosfeer dezelfde bewegingen maakt als de straalstromen.
  • Door dat ammomnia te volgen kon men zien dat de circulatiepatronen in de atmosfeer van Jupiter lijken op de Ferrel cellen, waarvan we er op aarde twee kennen, die op het noordelijk en zuidelijk halfrond. Jupiter heeft er acht van en die zijn ieder zo’n dertig keer zo groot als de aardse cellen.

    Bij een flyby juli 2017 door Juno werd de zwaartekracht van de Grote Rode Vlek gemeten. Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI

  • Op een diepte van 65 km lijken de banden en zones een verandering te ondergaan, zo blijkt uit MWR data. Op ondiepe diepten zijn de gordels van Jupiter helderder in microgolflicht dan de aangrenzende zones. Maar op diepere niveaus, onder de waterwolken, is het tegenovergestelde waar – wat een gelijkenis met onze oceanen laat zien.
  • Tenslotte heeft Juno ons ook meer geleerd over de polen van Jupiter, waar jaren geleden al een achthoekig patroon van orkanen werd gevonden bij de noordpool en een vijfhoekig patroon bij de zuidpool. Onderzoek met de Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) aan boord van Juno laat zien dat die patronen erg standvastig zijn, dat er weinig verandering in zit. Orkanen rondom de patronen lijken naar de polen toe te willen bewegen, maar de orkanen daar lijken dat tegen te houden en dat zorgt voor een soort van oscillerende beweging rondom een bepaald evenwicht, resulterend in die standvastigheid.

Vakartikelen

  • S. J. Bolton et al, Microwave observations reveal the deep extent and structure of Jupiter’s atmospheric vortices, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf1015
  • Marzia Parisi et al, The depth of Jupiter’s Great Red Spot constrained by Juno gravity overflights, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf1396

Bron: NASA.

‘Ben ik hier alleen?’ UFO-serie start donderdag 4 november

Credit: Christian Plass/Pixabay

Donderdagavond 4 november is op televisie op NPO 3 om 21.55 uur de eerste aflevering van ‘Ben ik hier alleen‘ te zien, de zesdelige documentaireserie met Georgina Verbaan over buitenaards leven. In haar eigen ‘spaceship camper’ reist Georgina door Europa en probeert als een ware ontdekkingsreiziger te verklaren of buitenaards leven invloed heeft op ons bestaan.

2021 is hét UFO-jaar. De Covid-pandemie heeft ervoor gezorgd dat mensen meer uit het raam staren, en het aantal UFO-meldingen is explosief gestegen. Het Pentagon ontkent buitenaards leven niet en daarmee staat buitenaards leven op de politieke agenda. Georgina bezoekt locaties in Europa waar mogelijk ‘encounters’ hebben plaatsgevonden tussen mens en buitenaardse entiteiten en spreekt met wetenschappers en (ervarings-)deskundigen.

Georgina Verbaan heeft een heel eigen en unieke kijk op de wereld van het onverklaarbare. Zij vraagt zich dan ook af: ben ik hier alleen?

In de eerste aflevering gaat Georgina Verbaan op zoek naar buitenaards leven in Nederland. Met behulp van Bram en Alexander van Ufo-meldpunt Nederland ontmoet zij getuigen die contact hebben gehad met onverklaarbare verschijnselen. De UFO van Soesterberg is door 12 personen waargenomen, maar defensie stopte de zaak in de doofpot. Hoe kan het dat je voor gek wordt verklaard, als je iets onverklaarbaars ziet? Het universum is toch veel te groot om te denken dat we de enige levensvorm zijn? Heino Falcke van de Radboud Universiteit Nijmegen laat Georgina zien hoe nietig de aarde is. Tip voor deze blog kwam van collegablogger Jan Brandt. Bron: NTR.

Kajakken op Titan? ‘Boek bij NASA Exoplanet Travel!’

Betoverend mooi en inspirerend is de recent gepresenteerde ‘Visions of the Future’ postercollectie en video van NASA. Met ‘Kajakken op Titan’ of ‘skydiven op exoplaneten’, onthulde NASA deze futuristische concepten voor in de ruimtevaart die ter inspiratie moeten dienen voor bedrijven en particulieren, om mee aan de slag te gaan. NASA’s Jet Propulsion Lab liet in het kader van dit Visions of the Future project een team van wetenschappers en ontwerpers samenwerken aan de 14 posters en video. De video is geïnspireerd op de posters, en tezamen moeten ze toekomstige, ruimtebestemmingen in het zonnestelsel en daarbuiten onder de aandacht brengen van regeringen en bedrijven. NASA stelt zich voor dat kajakken op de Saturnusmaan Titan ooit tot de mogelijkheden behoort, net als, dichterbij, reizen tussen het wolkendek van Venus, onze nabuur-planeet. Kajakken op Titan toont, op de poster, de rivieren en meren van vloeibaar methaan en ethaan die klotsen en stromen op de grootste maan van Saturnus. Titan’s oppervlak werd onthuld door het Cassini-ruimtevaartuig, dat ook de ESA Huygens-sonde rnaar het oppervlak stuurde. De atmosfeer op Titan is zo dik en de zwaartekracht zo licht dat je met elke slag van een peddel boven de snelle stroming zou kunnen stijgen terwijl je de getijden berijdt door een smalle zeestraat die de Throat of Kraken wordt genoemd. NASA-wetenschapper Mike Malaska bestudeert Titan en werkte mee aan de poster in de video. Die ultrakoude chemische zeeën zijn een grote uitdaging, volgens Malaska, de boot kan barsten of zelfs oplossen. [om in de stemming te komen is The Titan scifi film een aanrader.] Met de recente toeristische ruimtevluchten van Blue Origin – op 13 oktober j.l. ging o.a. de 90-jarige William Shatner ‘Captain Kirk’ mee aan boord van de NS-18 – en de Inspiration4 missie van SpaceX alsook de Virgin Galactic vluchten eerder dit jaar, is de toon gezet… en die smaakt naar meer moet NASA gedacht hebben. NASA stelt de fictieve bestemmingen voor ruimtetoeristen in de video voor, met o.a. een tour in een glazen capsule door de atmosfeer van Saturnus zesde grootste maan Enceladus, skydiven op de zeer massieve exoplaneet HD 40307, over rood gras kunnen lopen op exoplaneet Kepler 186f, en een non-stop nachtleven kunnen ervaren op de planeet, PSO2 JP, een planeet zonder ster. NASA’s visie op toekomstige ruimtevaart en ruimtetoerisme is nog tientallen jaren verwijderd, maar dat neemt niet weg dat er inmiddels steeds meer nagedacht wordt over bemande ruimtereizen, niet alleen naar een aardebaan, zoals het voornoemde drietal bedrijven, maar ook ver daarbuiten, of zie bijvoorbeeld deze ESA plannen voor een ‘ interstellair wereldschip‘.  Posters zijn hier te downloaden. Bronnen: NASA/JPL-Caltech

Ook BICEP3 vindt geen signalen van primordiale zwaartekrachtgolven

De BICEP3 detector op de Zuidpool. Credit: Steffen Richter/Harvard University.

Onlangs is bekend geworden dat de onderzoekers betrokken bij de ‘BICEP Collaboration’, welke gestationeerd is op de Zuidpool, er ook met de BICEP3 detector niet in geslaagd zijn om signalen van primordiale zwaartekrachtgolven te detecteren, rimpels in de ruimte die volgens de inflatiemodellen ontstaan zijn door de oerknal, waarmee het heelal 13,8 miljard jaar geleden ontstond. Met de voorganger van de BICEP3 detector, verrassend de BICEP2 detector geheten, dacht men in 2014 daadwerkelijk al signalen van dat soort zwaartekrachtgolven te hebben gedetecteerd en wel als zogeheten gepolariseerde B-mode golven in de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB), maar dat signaal bleek niet te kloppen, het ging om polarisatie veroorzaakt door lokaal stof in de Melkweg. De BICEP2 werd vervolgens verbeterd en dat leverde BICEP3 op, waarvan de onderzoeksresultaten onlangs zijn verschenen in Physical Review Letters. Hieronder zie je de verkregen kaarten van de polarisatie in de CMB, zoals gemeten bij verschillende golflengtes.

Credit: BICEP/Keck Collaboration

In dat vakartikel werden niet alleen de gegevens gebruikt van BICEP3, maar ook die van Planck, WMAP, Keck én BICEP2. Daarmee bracht men het niveau van de ruis in het gemeten signaal zo ver omlaag dat volgens voorspellingen van sommige – eenvoudige – inflatiemodellen van de oerknal al B-mode polarisatie van primordiale zwaartekrachtgolven te zien moeten zijn. Maar die werden niet gezien, exit van die modellen dus. Dat betekent niet dat primordiale zwaartekrachtgolven bestaan, wel dat er nog meer waarnemingen nodig zijn. BICEP3 is nog steeds bezig met data te vergaren en dat wordt ook gedaan door z’n opvolger de BICEP Array (en later in de toekomst de CMB-S4). Wel heeft men op basis van de huidige resultaten een nieuwe limiet kunnen stellen voor r, dat is het quotiënt tussen de tensormodes (geassocieerd met de primoriale zwaartekrachtgolven) en de scalaire modes (geassocieerd met fluctuaties in energiedichtheid) – lees deze blog daarover. Klinkt voor ons als oersaai, maar voor natuurkundigen is die r één van de parameters waar ze echt opgewonden van raken. De nieuwe limiet daarvoor blijkt r <0.036 te zijn. ’t Is maar dat je het weet! Bron: Francis Naukas / Koberlein / Symmetry Magazine.

Stoppen met ruimtereizen vanwege virussen op exoplaneten?

Biologische contaminatie door ruimtereizen is momenteel een even aktueel als omstreden ruimtevaartthema. Meerdere scenario’s zijn denkbaar maar astrobioloog Paul Davies, bekend vanwege vele publieke optredens, liet zich recent uit over een, zeg maar ‘curiosity kills the cat’ scenario, het aantreffen van virussen op andere (exo)-planeten. Moeten we ons daar, hoewel voorlopig nog ver in de toekomst, zorgen om maken bij het afreizen naar diverse kosmische bestemmingen? Hieronder volgt de mening van professor Davies m.b.t. het aantreffen van virussen en ander microbieel leven elders in de kosmos.

Impressie van een hyceaanse planeet. Credit: Amanda Smith

Wat betreft biologische contaminatie m.b.t. ruimtevaart en -reizen is er enerzijds het scenario denkbaar van een alien microbe die zich, al meereizend met een ruimteschip, totaal ongehinderd kan nestelen op onze bescheiden planeet voor onbepaalde duur. Anderzijds is er het ‘omgekeerde’ scenario, een raket die, afgeschoten vanaf de aarde, de maan of Mars gaat besmetten met aardse micro-organismen en met alle, vooralsnog onbekende, gevolgen van dien. Het eerste scenario is bijvoorbeeld uitgewerkt in het bekende boek van Michael Crichton ‘The Andromeda Strain’, het tweede scenario wordt sinds jaar en dag ook uiterst grondig bestudeerd. De afgelopen decennia zijn er talloze (astro)-biologische onderzoeken geweest, variërend van microben-onderzoek op het ISS tot het microbieel leven op Venus, enz. en talloos zijn de hits met de zoektermen ‘interplanetary contamination’, o.a. zie hier, over het gevaar van de besmetting van de maan. Astrobioloog en kosmoloog Paul Davies van de Arizona State University, tevens directeur van het Beyond Center for Fundamental Concepts in Science gaat nog een stap verder. Davies heeft zich recent stellig uitgelaten over een mogelijk aantreffen van virussen op andere werelden, meer specifiek op exoplaneten. Davies beroept zich daarbij onder meer op een studie van eind augustus j.l. die uitwees dat er snel, mogelijk al over 2 à 3 jaar, op exoplaneten leven ontdekt gaat worden. Alsmede stipt Davies in dit kader de onderzoeken naar het HGT (horizontal gene transfer) aan, de rol van virussen in horizontale genoverdracht.

K2-18b exoplaneet ‘superaarde’Credits; NASA/ESA/Hubble

Davies verwijst in zijn betoog m.b.t. virussen en exoplaneten, naar onderstaand onderzoek, samengevat in o.a. dit uitgebreid artikel in The Guardian, ik citeer: “Biosignaturen buiten ons zonnestelsel kunnen binnen 2 à 3 jaar worden gedetecteerd, aldus experts na een heroverweging van mogelijk bewoonbare exoplaneten. Onderzoekers zochten vooreerst naar planeten met een vergelijkbare grootte, massa, temperatuur en atmosferische samenstelling als de aarde. Maar een team astronomen van Cambridge identificeerden een nieuwe klasse van bewoonbare exoplaneten, hycean-planeten genaamd – heet, bedekt met oceaan en met waterstofrijke atmosferen – die talrijker en waarneembaar zijn dan aardachtige planeten. De K2-18b, is er zo een. “Hyceanen zijn in feite waterwerelden met een waterstofrijke atmosfeer”, aldus dr. Nikku Madhusudha, en stelt: “Wij menen dat we binnen twee tot drie jaar de eerste biosignatuurdetectie kunnen zien als deze planeten leven herbergen en de James Webb telescoop zou hierbij kunnen assisteren.” Hier de link naar het wetenschappelijk artikel in The Astrophysical Journal.

Virus is een onlosmakelijk deel van het ‘web van leven’
Met de recente Covid-uitbraak is het thema van biologische besmetting actueler dan ooit, ook op het ISS. ‘Cancel NASA’ schreef een journalist recent op een technieuwssite. De levens van veel aardbewoners zijn flink veranderd de afgelopen tijd en, wie weet, aldus Davies, zijn er zelfs mensen die zover gaan dat ze willen emigreren naar elders, misschien zelfs naar elders in de kosmos, weg van deze planeet. Davies erkent dat buitenaards leven zich in een geheel scala aan vormen kan aandienen, van humanoïde robots tot microben, Davis is er, in het laatstgenoemde scenario stellig van overtuigd dat er zich een breed scala aan microben en andere microscopische agentia nodig zouden zijn om het leven, zoals wij dat kennen, als geheel te ondersteunen. En het lijkt erop, aldus Davies, dat virussen – of iets dat een vergelijkbare rol vervult – een onlosmakelijk verwoven onderdeel zijn in dit web van levensondersteunende microbiële agentia. Davies: “Virussen maken eigenlijk deel uit van het web van het leven, en ik zou verwachten dat als je microbieel leven op een andere planeet hebt, je zeker de volledige complexiteit en robuustheid nodig zult hebben die gepaard gaat met het kunnen uitwisselen van genetische informatie.” Hij vervolgt: “Virussen kunnen worden gezien als mobiele, genetische elementen.” Davis duidt dan op het verschijnsel ‘HGT’, en een aantal studies heeft inderdaad gesuggereerd dat genetisch materiaal van virussen in het genoom van mensen en andere dieren is opgenomen door dit proces van horizontale genoverdracht. Volgens Davies is het belang van microben in dit ‘grote web van leven’ weliswaar bekend, maar wordt de rol van virussen hierin minder algemeen erkend, maar stelt dat, mocht er cellulair leven zijn op andere werelden, virussen – of iets soortgelijk – waarschijnlijk zouden bestaan voor genetische informatie overdracht. 

concept ‘multi-purpose deep space’ ruimteschip Credits; NASA

Davies meent dat buitenaards leven alles behalve homogeen van aard is, en stelt: “Ik denk niet dat het een kwestie is van ‘ik-ga-naar-een-andere-planeet-en-kom-daar-één-type-microbe-tegen’. Ik denk dat het een heel ecosysteem moet zijn.”  Het idee van virussen op explaneten is geen reden voor paniek, aldus Davies, en vertelt: “De gevaarlijke virussen zijn degenen die zeer nauw zijn aangepast aan hun gastheren. En als er een echt buitenaards virus bestaat, is de kans groot dat het niet in de verste verte gevaarlijk is.” De opmerkingen van Davies om meer te kijken naar een ecosysteem als geheel m.b.t. exoplanetair leven geldt ook in het scenario van mensen die andere planeten willen koloniseren. Davies: “De meeste mensen denken in de trant van, ja, we zouden een heel groot ruimtevaartuig moeten hebben, en dan dingen recyclen voor de zeer lange reis, en dan alle technologie die je nodig hebt meenemen,” echter, aldus Davies, “Eigenlijk is het allerlastigste van het probleem van ultralang ruimtereizen, wat de ‘microbiologie’ is wat je mee zou moeten nemen –  het heeft geen zin om gewoon een paar varkens en aardappelen en dat soort dingen te nemen en te hopen dat als je aan de andere kant komt, het allemaal geweldig en zelfvoorzienend zal zijn.

Virussen en positieve eigenschappen voor het leven
Hoewel door Covid veel mensen inmiddels een niet zo positief beeld van virussen heeft gegeven, meldt Davies dat virussen lang niet allemaal slecht zijn en stelt: “In feite zijn ze meestal goed.” Naast hun positieve rol kunnen virussen die bacteriën infecteren – bekend als fagen – helpen om bacteriële populaties onder controle te houden, terwijl virussen ook in verband zijn gebracht met tal van andere belangrijke processen, van het helpen van planten om te overleven in extreem hete bodems tot het beïnvloeden van biogeochemische cycli. En, zoals Davies opmerkt, kan een aanzienlijk deel van het menselijk genoom overblijfselen zijn van oude virussen. ” We horen over het microbioom in ons, en er is een planetair microbioom”, aldus Davies, en gezien deze fundamentele rol onderschrijft hij dus ook de hypothese dat, mochten er virussen in in andere uithoeken van het universum bestaan, dit niet zeer zorgwekkend zou moeten zijn.  Zelfs mensen zouden kunnen zijn verschenen dankzij overblijfselen van oude virussen, betoogt de wetenschapper. ” Laatstgenoemde nog eens onderstreept door recent onderzoek, ik citeer uit dit BBC artikeL getiteld ‘What is all viruses disappeared?’: “De overgrote meerderheid van virussen is niet pathogeen voor de mens, en velen spelen een integrale rol bij het ondersteunen van ecosystemen. Anderen houden de gezondheid van individuele organismen in stand – alles van schimmels en planten tot insecten en mensen. “We leven in evenwicht, in een perfect evenwicht, en virussen maken daar deel van uit,” vertelt Susana Lopez Charretón, viroloog aan de Nationale Autonome Universiteit van Mexico. Tony Goldberg , een epidemioloog aan de Universiteit van Wisconsin-Madison stelt: “Ik denk dat als alle virussen plotseling zouden verdwijnen, de wereld ongeveer anderhalve dag een prachtige plek is, en dan zouden we allemaal sterven – dat is de bottom line.” Bronnen: The Guardian, Nature, BBC, UArizona, NASA

Mogelijk heeft men met Chandra een planeet in een ander sterrenstelsel gezien, in de Draaikolknevel (M51)

X-ray: NASA/CXC/SAO/R. DiStefano, et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/Grendler; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

We kennen inmiddels al meer dan 4500 exoplaneten, ontdekt én bevestigd. Maar die zijn allemaal te vinden in ons eigen Melkwegstelsel. Maar nu is er wellicht ook eentje ontdekt buiten de Melkweg (ik had het er eerlijk gezegd in september vorig jaar ook al over, maar dit terzijde)! Sterrenkundigen hebben namelijk mogelijk een exoplaneet ontdekt in een ander sterrenstelsel, de bekende Draaikolknevel (M51) in het noordelijke sterrenbeeld Jachthonden, net onder de steelpan van de Grote Beer. Dat stelsel ligt 28 miljoen lichtjaar van ons vandaan, dus véél verder weg dan de exoplaneten die we kennen, die allemaal binnen een straal van enkele tienduizenden lichtjaren gevonden zijn. Dat ze die mogelijke (kandidaat-)planeet hebben gezien komt door een gebeurtenis die ook is gebruikt voor de nabije exoplaneten: als zo’n planeet voor z’n ster langsschuift dan dimt ‘ie een beetje het licht van de ster en als dat periodiek gebeurt weet je dat er regelmatig iets tussen ons en de ster voorbij schuift, een planeet. Alleen in het geval van M51 lukt dat niet met transities met gewone sterren, want op zo’n grote afstand is de dip in de lichtcurve te klein.

Credit: NASA/CXC/M. Weiss

Maar niet met M51-ULS-1, een bekende bron van röntgenstraling, afkomstig van een binair systeem, een zwart gat of neutronenster waar een gewone ster omheen draait. Met de Chandra röntgentelescoop houden ze M51-ULS-1 in de gaten en daarmee zagen ze op 20 september 2012 een dip in de hoeveelheid röntgenstraling, een dip die drie uur duurde. Rosanne Di Stefano (Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts) en haar team denken nu dat de dip mogelijk veroorzaakt is door een planeet die toen net voorbij het zwarte gat of de neutronenster voorbij schoof, een planeet ongeveer ter grootte van Saturnus, genaamd M51-ULS-1b. Zekerheid dat het een planeet is hebben ze niet, want de dip in de lichtcurve is nog maar eén keer gezien, dus er is nog geen sprake van periodiciteit én het zou ook kunnen gaan om een gas- of stofwolk die voor het binaire systeem langs schoof.

Waarnemingen aan M51. Credit: arXiv:2009.08987 [astro-ph.HE]

In 2009 was er overigens ook al eens een claim op een exoplaneet ontdekt in een ander sterrenstelsel, dat was in M31 via een andere gebeurtenis van microzwaartekrachtlenzing, maar daar heb ik daarna nooit meer iets gehoord, dus die ontdekking zal denk ik niet bevestigd zijn.

Hier het vakartikel over de waarneming aan M51-ULS-1. Bron: Chandra.