De Belg die naar de planeten reikt: ‘Ik weet niet of we vooral geluk hebben gehad’

Michaël Gillon besloot te gaan kijken naar sterren waar andere astronomen zich niet voor interesseerden. Dat leverde hem een uitzonderlijke ontdekking op.

Geen enkele Belgische wetenschapper haalde dit jaar prominenter het wereldnieuws dan astronoom Michaël Gillon van de Universiteit Luik. Op 22 februari maakte Gillon vanuit het hoofdkwartier van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA bekend dat hij met zijn team zeven planeten had ontdekt rond een koele dwergster op zo’n 40.000 miljard kilometer van de aarde. Ze doopten de ster Trappist-1, omdat ze haar ontdekten met hun telescoop TRAPPIST (een acroniem van Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope). Gillon prijkt nu op prestigieuze lijstjes als ‘de honderd meest invloedrijke personen uit 2017’ van het Amerikaanse magazine Time.

Het succes bracht het vervolgproject Speculoos (voor Search for habitable Planets EClipsing ULtracOOl Stars) – Gillon heeft iets met Belgische exportproducten – in een stroomversnelling. Terwijl TRAPPIST nog een bescheiden telescoop was die amper 300.000 euro kostte (geld dat bijna uitsluitend van het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek kwam), zal Speculoos, een gamma van vier grotere telescopen die parallel met elkaar zullen werken, 4 miljoen euro kosten, geld dat voor een groot deel van de Europese Commissie komt. De toestellen staan opgesteld in de Chileense Atacama-woestijn, bekend om zijn heldere hemels, ideaal om naar sterren te kijken.

De uitzonderlijke ontdekking is een gevolg van het feit dat Gillon besloot te gaan kijken naar sterren waar andere astronomen zich niet voor interesseerden. ‘De meeste onderzoekers die speuren naar aardachtige planeten focussen op sterren vergelijkbaar met onze zon’, vertelt hij. ‘Wij dokterden een andere aanpak uit. Omdat planeten op grote afstand alleen gedetecteerd kunnen worden als een schaduw die vóór hun ster passeert, meenden wij dat het verstandiger was te gaan zoeken rond ultrakoele dwergsterren. Dan is niet alleen de kans dat je planeten ziet groter, maar ook de kans dat je uit de veranderingen die het sterrenlicht ondergaat iets kunt afleiden over hun atmosfeer. Zo kun je gemakkelijker gegevens vergaren over de omstandigheden op de planeet.’

Hoe beslis je dan exact naar welke sterren je gaat kijken?

Michaël Gillon: Ik weet nog altijd niet of we vooral geluk hebben gehad, maar we bekeken in eerste instantie vijftig dwergsterren, en we hadden bijna meteen prijs met de ontdekking van zeven planeten rond een van die sterren. We schatten dat 15 procent van de sterren in onze Melkweg ultrakoele dwergsterren zijn, en we gaan ervan uit dat er rond veel van die sterren planeten draaien. Dat lijkt ons logischer dan dat we er toevallig net die ene ster met planeten zouden hebben uitgepikt.

Was iedereen vanaf het begin overtuigd van het succes van de missie?

Gillon: (grinnikend) Nee hoor. Er waren zelfs theoretische simulaties die aantoonden dat er rond dwergsterren uitsluitend piepkleine planeten zouden bestaan, van de grootte van Mercurius in ons zonnestelsel. Die zouden heel veel moeite hebben om een atmosfeer te handhaven, wat de mogelijkheid van leven zou uitsluiten. Maar ze bleken ongelijk te hebben.

Kunt u schatten hoeveel planeten er in onze Melkweg zijn?

Gillon: Als we alleen spreken over planeten waarop mogelijk vloeibaar water aanwezig is, zullen het er enkele miljarden zijn. Maar het is niet omdat er water is, dat er ook leven zal zijn. We weten zelfs nog altijd niet hoe het leven op aarde precies is ontstaan, hoe de overgang van organische scheikunde naar biochemie werd gemaakt. Dat blijft een mysterie, waar we met ons onderzoek misschien enig licht op zouden kunnen werpen.

De planeten die u hebt ontdekt draaien veel dichter bij hun ster dan wij bij onze zon?

Gillon: Ja, maar hun ster is veel kleiner en schijnt veel zwakker, waardoor er op de planeten ongeveer dezelfde temperatuur zal heersen als bij ons. Hun ster heeft een helderheid die amper 0,05 procent van die van onze zon bedraagt. Omdat ze haar energie zo traag loslaat, zal het 1000 miljard jaar duren voor ze sterft. Ze zal er dus zo goed als eeuwig zijn. Onze zon zal binnen 4 miljard jaar uitgedoofd zijn en sterven.

Zullen haar planeten er dan ook eeuwig zijn?

Gillon: In principe wel, tenzij de interactie tussen de zeven planeten zo evolueert dat het systeem niet meer stabiel is en er eentje wordt uitgestoten.

Kan dat ook in ons zonnestelsel?

Gillon: Het zou kunnen dat Mercurius of Venus uit het systeem geslagen worden, waardoor de aarde in een andere baan om de zon terecht zou komen dan nu. De mogelijkheid is niet groot, maar het zou gigantische klimaatveranderingen veroorzaken. De globale opwarming die wij nu in de hand werken, is in vergelijking daarmee klein bier. Er zou dan geen leven op de aarde meer mogelijk zijn.

Als u zegt dat u naar dwergsterren kijkt om de kans te vergroten dat u planeten vindt, impliceert dat dan dat iemand die vanuit de ruimte naar onze zon kijkt de aarde niet kan zien?

Gillon: Met de ruimtetelescoop Kepler van de NASA zou je ze kunnen zien, maar je zou niet meer kunnen doen dan aanduiden dat er een planeet is. Je zou er waarschijnlijk zelfs de massa niet van kunnen bepalen, laat staan iets over de atmosfeer of eventueel leven zeggen.

Dus een buitenaardse beschaving zoals de onze zou geen leven op de aarde kunnen detecteren?

Gillon: Daar is een ander soort technologie voor nodig, met enorme telescopen die lichtspectra oppikken. Voorlopig werken die alleen voor gigantische planeten die zich gewoonlijk veel te ver van hun zon bevinden om leven mogelijk te maken.

Zal het mogelijk worden om dicht bij Trappist-1 rechtstreeks naar de planeten te gaan kijken?

Gillon: Het zal helaas nog eeuwen duren voor we zover zijn. Het snelste ruimtetuig dat de mens tot nu toe heeft gelanceerd, de sonde New Horizons, zou er 800.000 jaar over doen om Trappist-1 te bereiken. Theoretisch kan het veel sneller, maar de technologie ontbreekt. Je moet kernfusie hebben, je moet dingen kunnen maken die bestand zijn tegen een snelheid van 10 procent van de lichtsnelheid en tegen botsingen onderweg. En je moet iets hebben waarmee je informatie terug naar de aarde kunt sturen. Voorlopig is dat allemaal sciencefiction. Ik wil er ook niet aan denken wat zo’n missie zou kosten.

Hebben jullie sinds de bekendmaking van de ontdekking in februari nog nieuwe bevindingen gedaan?

Gillon: We hebben nu zeven planeten, maar we zoeken naar een achtste, dan zouden we helemaal hetzelfde beeld als ons zonnestelsel hebben. We werken aan nauwkeurige bepalingen van de massa van de planeten, die gegevens publiceren we over enkele maanden. We zijn met de ruimtetelescoop Hubble van de NASA de exosfeer van de planeten aan het bekijken. Dat is een grote wolk met een heel lichte dichtheid die rond een planeet hangt – de aarde heeft dat ook. Als we in die wolk sporen van waterstof kunnen ontdekken, is het een signaal dat we op de goede weg zijn. Volgend jaar hopen we met de splinternieuwe James Webb-ruimtetelescoop van de NASA, die een lens met een diameter van 6,5 meter zal hebben, in de atmosfeer van de planeten zelf te kunnen gaan kijken. We hopen daarmee zicht te krijgen op de aanwezigheid van moleculen, op de structuur en fysische eigenschappen van de atmosfeer. Theoretici denken dat zusterplaneet 4 de beste kans biedt op ontdekkingen zoals vloeibaar water op het oppervlak.

Hoe definieert u in deze context leven?

Gillon: Voor ons is leven iets dat een sterk onevenwicht kan genereren in de atmosfeer van een planeet, zoals de fotosynthese van bacteriën en plantjes bij ons heeft gedaan. Als we onze waarnemingen kunnen linken aan een metabolisme dat volledig losgekoppeld is van abiotische factoren, kunnen we veronderstellen dat er iets is. Dat zal niets te maken hebben met DNA of onze evolutie, dat zijn facetten waar we sowieso geen zicht op zullen hebben. Onze zoektocht is puur chemisch. Als we sporen van leven vinden, zullen we nooit kunnen achterhalen welke organismen er achter zitten.

U kunt dus een nieuwe levensvorm op het spoor komen zonder het te beseffen?

Gillon: Dat kan. Als we echt willen weten wat het is, zullen we moeten gaan kijken, en dat is geen optie.

Het zal ons dus niet veel leren over het ontstaan van leven op aarde?

Gillon: Het zou ons leren dat leven alomtegenwoordig is, zelfs in sterk van de aarde verschillende leefomgevingen met veel meer röntgen- en UV-stralen. Het zou ons ook aanwijzingen geven over de grenzen van waar leven mogelijk is.

Is het denkbaar dat u op de zusterplaneten sporen van leven vindt voor er ander leven in ons zonnestelsel is gevonden?

Gillon: Zeker. Misschien zitten er bacteriën in de ondergrond van Mars, misschien op sommige manen van Jupiter of Saturnus, maar we hebben er nog geen spoor van gevonden. Misschien heeft de James Webb-telescoop binnen vijf jaar wel sporen van leven op een van onze zusters ontdekt. Dat is een opwindende mogelijkheid. Er zijn in ieder geval verrassingen op komst.

Sommige wetenschappers pleiten ervoor dat we zelf leven in de ruimte zouden verspreiden.

Gillon: Dat komt me over als een uitermate arrogante instelling. Het is ook een belachelijk prematuur idee, want het kan momenteel gewoonweg niet. En als we het ooit zouden kunnen, zou ik toch eens goed nadenken voor we andere mogelijke biosferen met onze microben aanvallen.

Gelooft u in het bestaan van complex leven elders in het heelal?

Gillon: Als ik erop zou moeten wedden, zou ik ja zeggen. Maar ik heb er geen flauw idee van op hoeveel plekken dat dan zou zijn. Misschien gaat het om een paar planeten, misschien om miljarden, wie zal het zeggen?

En leven vergelijkbaar met dat van ons?

Gillon: Dat is moeilijker. In de 4,5 miljardjarige geschiedenis van de aarde is er bijna 1 miljard jaar geen leven geweest en 3 miljard jaar uitsluitend bacterieel leven. Complex leven is pas mogelijk geworden nadat het zuurstofgehalte in de atmosfeer de hoogte in schoot als gevolg van fotosynthese en bepaalde geologische processen. Eenvoudige levensvormen lijken dus in ieder geval véél algemener te zijn dan complexe. Maar als het hier kan, is het natuurlijk ook elders mogelijk.

Wat zijn de volgende technologische ontwikkelingen in de zoektocht naar buitenaardse planeten?

Gillon: De NASA werkt aan de HabEx-ruimtetelescoop, een gigantisch instrument dat zal opereren in coördinatie met een schijf op duizenden kilometers afstand. Die moet het licht dimmen van de sterren waar hij naar zal kijken. Daardoor zul je ook van sterker stralende sterren de planeten kunnen detecteren. Het is een complex en uitdagend project, dat zeker niet voor 2035 operationeel zal zijn.

Wat wilt u met uw volgende project Speculoos bereiken?

Gillon: We willen er minstens duizend dwergsterren van het kaliber Trappist-1 mee onderzoeken op de aanwezigheid van planeten – en eventueel aardachtige planeten met de potentie tot leven. Vanaf de lente van 2019 beginnen we eraan. Zo hopen we onder meer te bevestigen dat we met de ontdekking van Trappist-1 niet uitsluitend geluk hebben gehad, maar dat het in de ruimte wemelt van de dwergsterren met planeten.

Is het na uw succes gemakkelijker om aan geld of werktijd op grote telescopen te raken?

Gillon: Het gaat, maar toch worden onze voorstellen niet altijd goedgekeurd. De werktijd op telescopen is natuurlijk beperkt, en er zijn veel kandidaten. De James Webbtelescoop is in eerste instantie gemaakt voor kosmologisch onderzoek van verre sterrenstelsels en niet voor de speurtocht naar exoplaneten. We zijn dus blij dat we er al een beetje tijd van krijgen.

Hebben rijke industriëlen met veel geld en wilde plannen nog geen contact met u opgenomen?

Gillon: De Russisch-Amerikaanse fysicus en topinvesteerder Yuri Milner heb ik eens ontmoet, maar die steekt zijn geld liever in een project dat Breakthrough Starshot heet, en dat een sonde naar de dichtst bij de zon staande ster Alpha Centauri wil sturen.

U hebt een moeilijke schooltijd en een passage als beroepsmilitair achter de rug voor u wetenschapper werd. Waarom was het zo moeilijk?

Gillon: Het systeem van het secundair onderwijs houdt er onvoldoende rekening mee dat tieners nog niet rijp genoeg zijn om al te weten wat ze willen. Als je interesse in de wetenschap wilt wekken, moet je niet werken met abstracte formules maar inzetten op de magie van wat je ermee kunt doen. Ik zag nooit de hogere waarde van wetenschap in, ik vond het allemaal vooral vervelend. Om wat avontuur te beleven ging ik na de middelbare school meteen naar het leger. Door een pijnlijke ziekte kon ik de sportieve activiteiten niet meer aan en begon ik te lezen, vooral vulgariserende boeken over wetenschap. Na zeven jaar heb ik beslist om alsnog een universitaire studie aan te vatten, aanvankelijk met examens via de middenjury. Ik heb er geen spijt van.

Als bierfanaat zou u uw planeten graag naar Belgische bieren vernoemen. Welke biernaam zou de eerste zijn?

Gillon: Ik twijfel tussen Westvleteren en Chimay.

Als Franstalige Belg zou u voor Chimay moeten kiezen.

Gillon: Zo’n pathetisch onderscheid tussen Vlaanderen en Wallonië interesseert me niet. Dat heb je als je te veel naar een heelal met naar schatting 100 miljard sterrenstelsels en alleen voor de Melkweg al 200 miljard sterren kijkt. Voor mij gaat het om de kwaliteit van het bier, en ik kan niet kiezen omdat ze evenwaardig zijn. Maar ik kom er wel uit.