De steen werd zo’n 12 miljoen jaar geleden weggeworpen en blijkt te bestaan uit duizenden organische verbindingen.

Op 16 januari 2018 verscheen over het Midden-Westen van de Verenigde Staten een heldere vuurbol aan de nachtelijke hemel. De meteoor haastte zich door de lucht en landde vervolgens op een bevroren meer in de Amerikaanse staat Michigan. Wetenschappers en meteorietjagers wisten niet hoe snel ze zich naar de landingsplek moesten begeven om de brokstukken op te rapen, voordat de chemische samenstelling door blootstelling aan vloeibaar water zou worden aangetast. Ze kwamen op tijd. Want de neergestorte meteoriet geeft onderzoekers nu een ongekend inkijkje in een miljoenen jaren oude ruimterots.

Meteoroïde, meteoor of meteoriet?
Meteorieten zijn simpel gezegd ruimterotsen die op aarde zijn gevallen. Wanneer rotsbrokken in de ruimte tegen elkaar botsen, kunnen er stukjes afbreken. Deze stukjes rots, meteoroïden genaamd, blijven door de ruimte zweven en komen soms op ramkoers te liggen met planeten of hun manen. Wanneer een meteoroïde door de atmosfeer van de aarde scheert en we hem vervolgens als een vuurbol of vallende ster waarnemen, wordt hij een meteoor genoemd. Alle stukjes van die meteoor die de reis door de atmosfeer overleven en op het aardoppervlak neerstorten, noemen we meteorieten.

 Minder dan twee dagen na de landing vond meteorietjager Robert Ward het eerste stukje van de meteoriet op het bevroren oppervlak van Strawberry Lake, nabij de Amerikaanse plaats Hamburg. “Ik heb het hele weekend de meteoriet geanalyseerd, omdat ik zo benieuwd was wat voor soort meteoriet ik onder ogen had en waar hij precies uit bestond,” vertelt onderzoeker Jennika Greer. “Bij elke meteoriet die valt bestaat de kans dat het iets compleet nieuws en totaal onverwachts is.” De onderzoekers ontdekten dat de meteoriet een zogenoemde H4-chondriet is. En dat is zeldzaam. Slechts vier procent van alle meteorieten die op aarde inslaan, kunnen onder dit type geschaard worden.

Geluk
De wetenschappers hadden geluk. Omdat de meteoriet neerkwam op een bevroren meer, behield hij zijn ongerepte aard. “Doordat het meer bevroren was is ie nooit in contact geweest met vloeibaar water,” vertelt onderzoeker Philipp Heck aan Scientias.nl. “Hierdoor is hij niet echt verontreinigd geraakt met terrestrische organische stoffen. Meteorieten lopen vaak scheurtjes op en eenmaal geland kan vloeibaar water gemakkelijk deze scheurtjes binnendringen. De Hamburg-meteoriet is echter één van de weinige meteorieten die dit lot heeft kunnen ontwijken. Dat is wat deze meteoriet zo opmerkelijk maakt.”

De betreffende meteoriet die in 2018 neerkwam op het Strawberry Lake in de Amerikaanse staat Michigan.

Afbeelding: Field Museum

De onderzoekers ontdekten dat de Hamburg-meteoriet een rijke voorraad buitenaardse organische verbindingen bevat. “Ik vond het verbazingwekkend hoeveel organische verbindingen er nog in deze meteoriet zaten, ondanks zijn thermische metamorfose,” zegt Heck. “Deze meteoriet bevat echt duizenden organische verbindingen. Dit soort organische verbindingen zijn waarschijnlijk door meteorieten aan de vroege aarde geleverd en hebben mogelijk bijgedragen aan de bouwstenen voor leven.”

Superpizza
De gevonden verbindingen zijn waarschijnlijk zo’n 4,5 miljard jaar geleden in het moederlichaam gevormd, direct nadat deze het levenslicht zag. “Hij was op dat moment nog heet door aanwas en door het verval van radioactieve elementen die aanwezig waren in het vroege zonnestelsel,” legt Heck uit. Waarschijnlijk bevatte het moederlichaam miljoenen verbindingen die uiteindelijk, mede door temperatuurschommelingen, kelderden tot enkele duizenden. De onderzoekers gebruikten een breed scala aan analytische technieken en bestudeerden monsters uit verschillende delen van de meteoriet om een zo volledig mogelijk beeld van de ruimtebrok en de mineralen die hij bevat, te scheppen. “Je leert veel meer over een meteoriet als je verschillende stukjes ‘proeft’,” vertelt Greer. “Het is net een superpizza. Als je maar naar een klein stukje proeft, zou je kunnen denken dat de pizza alleen uit peperoni bestaat. Maar er kunnen ergens anders nog champignons en paprika’s te vinden zijn.”

Organische verbindingen
De onderzoekers kwamen op die manier veel ongerepte, buitenaardse organische verbindingen op het spoor. “De organische verbindingen die we in de neergestorte meteoriet aantroffen, zijn in methanol oplosbare verbindingen,” gaat Heck verder. “De meest voorkomende zijn polaire koolwaterstoffen, gevolgd door zwavel- en stikstofhoudende verbindingen. We moeten echter nog veel werk verzetten om de verschillende verbindingen en processen die de organische stoffen hebben doorstaan, beter te begrijpen.”

Leven op aarde
De meteoriet geeft ons een uniek inkijkje in de ongerepte organische verbindingen die ons meer zouden kunnen vertellen over de oorsprong van het leven. Veel wetenschappers denken namelijk dat meteorieten belangrijke mineralen naar de aarde gebracht kunnen hebben, waar uiteindelijk het leven zoals wij dat kennen uit voort is gekomen. “Ik denk dat het feit dat we alleen al in de Hamburg-meteoriet 2600 organische verbindingen hebben aangetroffen, aantoont dat veel meteorieten organische stoffen kunnen afleveren,” zegt Heck. “In onze studie troffen we een grote diversiteit aan organische stoffen aan. Er bestaan echter ook meteorieten, zoals de Murchison-meteoriet die 51 jaar geleden neerstortte, die veel minder heet zijn geweest en rijker zijn aan organische stoffen. Het zou goed kunnen dat zelfs ver voordat leven op aarde bestond, dergelijke meteorieten op aarde – en mogelijk ook op andere planeten – neerploften en bouwstenen voor leven afleverden.”

Meer over de Murchison-meteoriet
De Murchison-meteoriet is een grote meteoriet die in 1969 op de aarde neerplofte nabij Murchison in de staat Victoria in Australië. Het is een van de meest bestudeerde meteorieten vanwege zijn massa en omdat deze tot een groep meteorieten behoort die rijk is aan organische verbindingen. De Murchison-meteoriet – die ouder is dan de zon – blijkt namelijk organische moleculen, en dus bouwstenen van leven te bevatten. Hierdoor geeft de steen een goed beeld van hoe het zonnestelsel er in het begin uitzag.

Waar de Hamburg-meteoriet ooit het levenslicht zag? “We kwamen erachter dat de Hamburg-meteoriet ongeveer 12 miljoen jaar geleden uit zijn moederlichaam werd geworpen voordat hij in 2018 op het bevroren Strawberry Lake neerkletterde,” zegt Heck. “De meteoriet vond waarschijnlijk zijn oorsprong in de planetoïdengordel die zich ruwweg tussen de planeten Mars en Jupiter bevindt. We ontdekten dat de laatste belangrijke thermische gebeurtenis op het moederlichaam van de Hamburg-meteoriet ongeveer 3 miljard jaar geleden plaatsvond.”

Volgens de onderzoekers heeft de studie meerdere implicaties. “Het laat zien dat elke meteoriet die neerstort moet worden bestudeerd, want je weet maar nooit wat je gaat vinden,” zegt Heck. Bovendien hebben we nu een goed beeld van de zeldzame Hamburg-meteoriet, wat een belangrijk puzzelstukje toevoegt aan ons begrip over het zonnestelsel. “Het zal heel interessant zijn om deze in de toekomst te vergelijken met andere meteorieten die in vergelijkbaar detail zullen worden bestudeerd,” besluit Heck.

Zouden ze – terwijl wij tot op heden vergeefs naar hen zoeken – al van ons bestaan weten?

Het is één van de vragen die zomaar in je op zou kunnen komen als je door dit nieuwe onderzoek bladert. In de studie wijzen wetenschappers 1004 nabije zonachtige sterren aan die mogelijk planeten bezitten die perfect zicht bieden op onze aarde. Eventuele aliens op deze planeten zouden niet alleen in staat moeten zijn om onze aarde te spotten, maar ook de signalen van leven in onze atmosfeer kunnen detecteren.

Het onderzoek
“Wij stelden ons de vraag waar sterren gesitueerd moeten zijn, wil men vanuit de omgeving van deze sterren in staat zijn om de aarde voor de zon langs zien te bewegen,” legt onderzoeker Lisa Kaltenegger aan Scientias.nl uit. “We maakten daarbij gebruik van de sterrencatalogus van NASA’s Transiting Exoplanet Survey Satellite (kortweg TESS, red.).”

Op jacht naar exoplaneten
TESS zoekt naar exoplaneten rond nabije sterren en maakt voor die zoektocht onder meer gebruik van data verzameld door de satelliet Gaia, die de afgelopen jaren de locatie en eigenschappen van talloze sterren nauwkeurig heeft vastgesteld. Door langdurig naar die sterren te turen, hoopt TESS er getuige van te zijn dat de helderheid van die sterren met enige regelmaat afneemt. Zo’n afname in helderheid kan vervolgens wijzen op de aanwezigheid van een planeet die – terwijl deze zijn baantjes rond de ster trekt – herhaaldelijk tussen de ster en TESS langs beweegt en daarbij een (klein) deel van het sterlicht tegenhoudt. Op deze manier zijn – voornamelijk door de gepensioneerde ruimtetelescoop Kepler – al heel wat exoplaneten ontdekt.

Op jacht naar de aarde
En op vergelijkbare wijze zouden aliens dus ook onze aarde kunnen spotten. Voorwaarde is echter wel dat ze vanuit hun locatie in staat zijn om de aarde voor de zon langs te zien bewegen. Maar Kaltenegger en haar collega Joshua Pepper tonen nu met behulp van TESS’ sterrencatalogus aan dat er – alleen al in onze directe omgeving – meer dan 1000 sterren zijn die mogelijk planeten bezitten vanwaar een aardovergang zichtbaar zou moeten zijn. “Wij hebben ons gericht op de dichtstbijzijnde sterren die hooguit 326 lichtjaar van ons verwijderd zijn. Binnen die afstand hebben we 1004 van deze sterren gevonden. Sommige van deze sterren zijn slechts 28 lichtjaar van ons verwijderd, andere 326 lichtjaar. Dus licht heeft tussen de 28 en 326 jaar nodig om van die sterren naar ons of vanaf onze zon naar die sterren te reizen.”

Planeten
Of er rond deze zonachtige sterren ook daadwerkelijk leefbare planeten te vinden zijn, is overigens nog onduidelijk. “Maar TESS zal deze sterren in 2021 gaan bestuderen en dan zullen we te weten komen of rond deze sterren planeten ter grootte van de aarde te vinden zijn en of ze ook echt aardachtig zijn.” Mochten dergelijke planeten bestaan en ook echt intelligent leven herbergen, dan zijn die intelligente aliens prima in staat om de aarde te spotten. “Ze kunnen er getuige van zijn hoe de aarde de zon één keer per jaar gedurende minstens 10 uur wat minder helder maakt,” aldus Kaltenegger.

Sporen van leven
Slimme aliens zouden echter niet alleen in staat moeten zijn om de aarde te ontdekken. Vanaf hun planeten kunnen ze ook vaststellen dat er op die ‘Pale blue dot‘ waarschijnlijk leven is. “Zodra ze de aarde voor de zon langs zien bewegen, kunnen ze ook het zonlicht dat door de atmosfeer van de aarde sijpelt alvorens het hun telescopen – er even van uitgaande dat ze met telescopen naar ons kijken – bereikt, detecteren.” En uit het spectrum van dat licht kunnen ze afleiden waar die atmosfeer uit bestaat. En de samenstelling van de atmosfeer is grotendeels te herleiden naar het leven op aarde. Zo is het bijvoorbeeld aan organismen te danken dat de atmosfeer vandaag de dag (veel) zuurstof en methaan bevat. “Of ozon in combinatie met methaan,” stelt Kaltenegger.

Zoveel mogelijkheden
Het idee dat er alleen al in onze nabijheid mogelijk heel veel planeten zijn vanwaar aliens ons kunnen spotten, is opwindend. “We weten dat grofweg elke vijfde ster een planeet herbergt die aardachtig kan zijn. Rekening houdend met die schatting zou je verwachten dat de 1004 sterren die we geïdentificeerd hebben, samen ongeveer 200 aardachtige planeten bezitten van waar we reeds gespot kunnen zijn. En dat is alleen nog maar in onze nabijheid – binnen 326 lichtjaar afstand. Ter vergelijking: onze Melkweg heeft een diameter van 100.000 lichtjaren.”

Contact
Tegelijkertijd roept het echter ook een interessante vraag op. Want als er zoveel planeten zijn vanwaar aliens ons kunnen zien, waarom hebben ze dan nog geen contact gezocht? “Laten we die vraag eens omdraaien,” stelt Kaltenegger voor. “Waarom zouden wij andere beschavingen contacteren? En laten we daarbij even aannemen dat we uit heel veel beschavingen kunnen kiezen. Zou je dan gaan voor de beschavingen die geavanceerder zijn dan wij of de beschavingen die minder geavanceerd zijn? Als ik deze vraag tijdens mijn colleges stel, dan wil de meerderheid altijd een geavanceerdere beschaving contacteren.” Het lijkt niet ondenkbaar dat aliens er net zo over denken. En dan kun je je afvragen of wij – wanneer aliens voornemens zijn om contact te maken met een beschaving – wel hun eerste keus zijn. “Je kunt gemakkelijk beargumenteren dat wij nog niet zo’n geavanceerde beschaving zijn. We hebben weliswaar mensen naar de maan gestuurd, maar nog niet eens naar de dichtstbijzijnde planeet, laat staan naar de dichtstbijzijnde exoplaneet. Dus als wij zouden kunnen kiezen, zouden we een geavanceerdere beschaving contacteren. Waarom zouden we dan wel verwachten dat aliens – als ze bestaan – ons al gecontacteerd zouden hebben?”

Dat er nu een kaartje is met daarop de sterren die mogelijk planeten bezitten vanwaar aliens ons kunnen spotten, is wel belangrijk, zo stelt Kaltenegger. “Als wij op zoek willen gaan naar intelligent leven in het universum dat ons zou kunnen vinden en misschien toch wel contact wil leggen, dan is er nu een sterrenkaartje waarop we kunnen zien waar we onze zoektocht het beste kunnen aanvangen. En wie weet, misschien wil niet iedereen enkel geavanceerdere beschavingen contacteren?” Ten slotte kan het ook geen kwaad om eens even op een andere manier naar het universum te kijken. “Als we ons – normaal gesproken aardcentrische – gezichtspunt veranderen, ontdekken we altijd iets interessants.”