Het aantal HabCat-sterren, als functie van afstand. Afbeelding tegoed: Turnbull, Tarter. Klik om te vergroten
Wetenschappers zijn al bijna een halve eeuw actief op zoek naar tekenen van intelligente buitenaardse beschavingen. Hun belangrijkste benadering was om radiotelescopen op doelsterren te richten en te "luisteren" naar elektronische transmissies van andere werelden. Een radiotelescoop is als een schotelantenne, maar dan groter. Net zoals je je tv kunt afstemmen op verschillende frequenties of kanalen, kunnen onderzoekers de elektronica die aan een radiotelescoop is bevestigd, gebruiken om verschillende frequenties te volgen waarvan ze vermoeden dat ET signalen naar de melkweg uitzendt.
Tot dusver zijn er geen uitzendingen ontvangen. Maar dan weet niemand hoeveel andere beschavingen met radiozenders er zijn - of, als ze bestaan, waar ze waarschijnlijk te vinden zijn. Het is pas onlangs dat het bestaan van planeten rond andere sterren is bevestigd, en omdat de huidige technieken voor het vinden van planeten beperkt zijn tot het detecteren van relatief grote planeten, moeten we nog de eerste aarde-achtige planeet vinden die in een baan om een andere ster draait. De meeste planetenjagers geloven dat het slechts een kwestie van tijd is voordat we andere aardes vinden, maar niemand kan zelfs maar een gefundeerde schatting maken van het aantal aardse planeten in onze galactische buurt.
Met zo weinig informatie om door te gaan, was het moeilijk voor wetenschappers die betrokken zijn bij SETI (de zoektocht naar buitenaardse intelligentie) om te beslissen hoe ze hun zoektocht zouden concentreren. Ze hebben dus een aantal veronderstellingen moeten maken. Een van die veronderstellingen, die in het begin misschien een beetje vreemd lijken, is dat mensen 'normaal' zijn. Dat wil zeggen dat, omdat we zeker weten dat intelligent leven op onze planeet is geëvolueerd, het logisch is dat andere sterren zoals de onze misschien planeten hebben zoals de onze, waarin andere intelligente beschavingen zijn ontstaan. Gebaseerd op deze aardse vooringenomenheid, hebben SETI-zoekopdrachten tot nu toe gefocust op sterren zoals onze zon.
"De observationele SETI-programma's hebben zich traditioneel beperkt tot het kijken naar sterren die erg op onze eigen ster lijken", zegt Jill Tarter, directeur van het SETI Institute's Centre for SETI Research in Mountain View, Californië. "Omdat dat tenslotte de enige plek is waar we weten dat het leven op een planetair oppervlak is geëvolueerd en een technologie heeft geproduceerd die mogelijk detecteerbaar is over interstellaire afstanden."
Astronomen classificeren sterren op basis van hun oppervlaktetemperatuur. De zon is een G-klasse ster. SETI-zoekopdrachten tot nu toe zijn gericht op G-sterren en sterren die ietwat heter zijn dan de zon (F-sterren) of ietwat koeler dan de zon (K-sterren). Dat heeft een catalogus opgeleverd van ongeveer een kwart miljoen doelsterren. Volgens conventionele astronomische wijsheid zouden sterren die heter zijn dan de F-klasse te snel uitbranden om intelligent leven te ontwikkelen op planeten die hen omcirkelen. Historisch gezien zijn M-dwergsterren, die zwakker zijn dan K-sterren, ook afgedaan als potentiële SETI-doelen.
De twee belangrijkste argumenten tegen M-dwergen zijn:
Ze zijn te zwak. M-dwergen stoten zo weinig zonnestraling uit dat een bewoonbare planeet heel dichtbij zou moeten zijn. Verdere planeten zouden vastgevroren zijn, te koud voor het leven. Een nabije planeet zou echter netjes zijn vergrendeld en altijd hetzelfde gezicht naar de ster tonen, zoals de maan met de aarde. De naar de ster gerichte kant zou roosteren, terwijl de andere kant zou bevriezen. Niet zo goed voor veel vloeibaar water. En, zegt Tarter: "Vloeibaar water is essentieel voor het leven, in ieder geval voor het leven zoals wij het kennen."
Ze zijn te actief. Het is bekend dat M-dwergen veel zonnevlamactiviteit hebben. Zonnevlammen produceren UV-B-straling, die DNA kan vernietigen, en röntgenstralen, die in hoge doses dodelijk zijn. Dergelijke straling zou vermoedelijk net zo schadelijk zijn voor buitenaards leven als voor leven op aarde.
Deze argumenten lijken redelijk. Maar er is een addertje onder het gras. De meeste sterren in de melkweg - meer dan tweederde daarvan - zijn M-dwergen. Als M-dwergen bewoonbare planeten kunnen huisvesten, zouden die planeten wel eens de thuisbasis kunnen zijn van intelligente soorten. Met radiozenders. Dus toen wetenschappers meer begonnen te leren over andere zonnestelsels, en naarmate computermodellen voor de vorming van zonnestelsels steeds geavanceerder werden, begonnen sommige SETI-onderzoekers de aannames in twijfel te trekken die ertoe leidden dat ze M-dwergen afwezen als potentiële SETI-doelen.
Atmosferische modellering heeft bijvoorbeeld aangetoond dat als een planeet die in de buurt van een M-dwerg in de buurt een redelijk dikke atmosfeer had, de circulatie de warmte van de zon over de planeet zou transporteren en de temperatuur wereldwijd zou egaliseren.
“Als je een klein beetje broeikasgas in een atmosfeer stopt, kunnen de circulaties die atmosfeer op een redelijke temperatuur houden en kun je de warmte van de naar de ster gerichte kant afvoeren en naar de farside brengen. En misschien eindigen we met een bewoonbare wereld ', zegt Tarter.
Wetenschappers hebben ook geleerd dat het grootste deel van de hyperactiviteit van een M-dwerg vroeg in zijn levenscyclus plaatsvindt, gedurende de eerste miljard jaar of zo. Daarna heeft de ster de neiging zich te vestigen en nog vele miljarden jaren stil te branden. Als het vuurwerk eenmaal is afgelopen, kan het leven mogelijk vat krijgen.
De kwestie van de bewoonbaarheid van M-dwergen is van cruciaal belang voor Tarter. Het SETI Institute is bezig met het bouwen van een nieuwe radiotelescoop, de Allen Telescope Array. De array bestaat uit 350 kleine antennes en heeft een dubbele functie: hij wordt gebruikt door radioastronomen om het luchtruim te onderzoeken en zoekt naar radio-uitzendingen van buitenaardse beschavingen.
"Het is een observatorium dat tegelijkertijd en continu traditionele radioastronomie-observaties en SETI-observaties zal uitvoeren", zegt Tarter. "Het is de eerste telescoop ooit gebouwd om beide strategieën te optimaliseren."
Het traditionele radioastronomieonderzoek zal grotendeels bepalen waar de telescoop op wordt gericht; het SETI Instituut lift gewoon mee met de binnenkomende signalen. De array combineert de signalen van de vele kleine antennes tot een grote virtuele antenne. Door de elektronica aan te passen, kunnen onderzoekers maar liefst acht virtuele antennes vormen, elk gericht op een andere ster.
Dat is waar de M-dwergvraag in het spel komt. Bij de hoogste frequenties die de telescoop kan ontvangen, kan het instrument slechts op een heel klein plekje aan de hemel scherpstellen. Om de SETI-zoektocht zo efficiënt mogelijk te laten zijn, waar de telescoop ook is gericht, willen de onderzoekers van het instituut verschillende doelsterren hebben om hun blik te richten. Als alleen F-, G- en K-sterren worden overwogen, zijn er niet genoeg sterren om rond te gaan. Maar als M-dwergen als doelwitten worden opgenomen, zou het aantal prospects wel tien keer zo groot kunnen worden.
"Om de meeste vooruitgang te boeken en om het grootste aantal sterren in het komende decennium zo snel mogelijk te onderzoeken," zegt Tarter, "wil ik een enorme catalogus van doelsterren. Ik wil miljoenen sterren. '
Er is geen manier om zeker te weten of M-dwergen bewoonbare planeten hosten. Maar niemand heeft tot nu toe een bewoonbare planeet gevonden rond een andere ster dan de zon, en het is onwaarschijnlijk dat die nog vele jaren zal worden ontdekt. Technologie die in staat is planeten op aarde te vinden, bevindt zich nog in de ontwikkelingsfase.
Om hun werk te doen, hoeven SETI-onderzoekers echter niet te weten of de sterren die ze onderzoeken al dan niet bewoonbare planeten hebben. Ze hoeven alleen maar te weten welke sterren de potentie hebben om bewoonbare werelden te huisvesten. Elke ster met potentieel hoort op hun lijst.
"Het is niet de ster waar ik in geïnteresseerd ben", zegt Tarter. "Het is de techno-handtekening van de bewoners op een planeet rond de ster. Ik hoef de ster nooit te zien, zolang ik weet dat hij in die richting is. Ik hoef de planeet nooit te zien. Maar als ik hun radiozender kan zien - bingo! - Ik ben daar aangekomen. Ik heb een bewoonbare wereld gevonden. "
Daarom willen Tarter en haar collega's weten of ze al dan niet M-dwergen op hun doellijst willen opnemen. Om die vraag te helpen beantwoorden, organiseerde Tarter in juli van dit jaar een workshop waarin astronomen, planetaire wetenschappers, biologen en zelfs een paar geologen bijeenkwamen om te onderzoeken of het logisch was om M-dwergen toe te voegen aan de catalogus van SETI-doelsterren. Hoewel deelnemers aan de workshop enkele gebieden hebben geïdentificeerd die verder onderzoek vereisen, kwamen er geen onoverkomelijke problemen naar voren. De groep is van plan haar voorlopige bevindingen te publiceren voor onderzoek door de bredere wetenschappelijke gemeenschap.
En dat betekent dat als we ooit een radiosignaal ontvangen van een buitenaardse beschaving, de wezens die het stuurden, misschien wel bewoners zijn van een zonnestelsel met een vage, rode M-dwerg in het midden.
Oorspronkelijke bron: NASA Astrobiology
