Bijna dertig jaar geleden werd de eerste planeet ontdekt rond een andere ster dan de zon. Sindsdien zijn bijna zesduizend zogenoemde exoplaneten bekend; het topje van de ijsberg, omdat lang niet alle sterren bestudeerd zijn. Sterrenkundigen zijn het er inmiddels over eens dat vrijwel elke ster planeten heeft. De grote vraag is nu: wat speelt zich af op het oppervlak van deze planeten? Leeft er iets?
Waar de zoektocht naar buitenaards leven in de begintijd met scepsis werd bezien is dit onderzoeksgebied nu een van de snelst groeiende in de wetenschap. De ontdekkers van de eerste exoplaneet kregen in 2020 een Nobelprijs. Het is uitgegroeid tot een interdisciplinair vakgebied met ook geologen, scheikundigen en biologen.
Kort na de ontdekking van de eerste exoplaneet ontpopte de Canadees-Amerikaanse astronoom Sara Seager zich als een van de leiders in het vak. In haar proefschrift en het daarop volgende onderzoek beschreef ze hoe de samenstelling van een planeetatmosfeer kan worden afgeleid uit de kleuren van sterlicht dat erdoorheen schijnt. Vervolgens paste zij dit toe op kleine exoplaneten, met de ambitie om een ‘tweede aarde’ te vinden. Deze hachelijke taak loopt als een rode draad door haar onderzoek, al gaat zij ook via andere routes op haar doel af. Ze is een pionier in de astrobiologie, een van de eerste sterrenkundigen wier naam naast die van biologen prijkt op publicaties.
Seager, sinds 2007 hoogleraar aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT), ontving vele onderscheidingen voor haar werk. De meest recente was een eredoctoraat aan de Universiteit Leiden, waar veel onderzoek naar exoplaneten wordt gedaan. „Uw methodes zijn nu de standaard in ons vakgebied”, sprak toen Ignas Snellen, hoogleraar en wetenschappelijk directeur van de Sterrewacht Leiden. „Bedankt dat u ons de weg heeft getoond.”
Op welke manier zullen we ooit buitenaards leven vinden?
„Dat weet ik niet. Mijn strategie is om diverseijzers in het vuur te hebben. Naast het vinden van een kopie van de aarde houd ik me de laatste jaren veel bezig met biochemie. Een planeet vinden en de samenstelling van haar dampkring bepalen zijn de eerste stappen, maar welke van deze stoffen duiden op de aanwezigheid van leven? De aarde is ons enige voorbeeld van een planeet met leven, maar wie zegt dat buitenaards leven uit dezelfde bestanddelen bestaat?
„Daarom werk ik samen met biochemici om nieuwe biosignatures te voorspellen. Op aarde is zuurstof de bekendste daarvan, maar ik wil ook biosignatures van nog onbekend leven beschrijven. Een voorbeeld daarvan is fosfine, een voor mensen toxische stof die op aarde alleen in fabrieken wordt geproduceerd, maar in een buitenaards ecosysteem ook een product van leven zou kunnen zijn. In 2020 ontdekte een team waar ik deel van uitmaakte fosfine in de dampkring van Venus. Momenteel staan die detectie en de implicaties ervan nog ter discussie.”
Dat brengt ons bij uw tweede ijzer in het vuur: leven op Venus.
„Om precies te zijn: in de dampkring van Venus. Het planeetoppervlak is te heet voor leven, maar in de dampkring heersen gematigde temperaturen. Wel bevat de dampkring zwavelzuur, een voor mensen extreem giftige stof. Maar ons onderzoek toont aan dat aminozuren en nucleotiden – de bouwstenen van dna – in een zwavelzuuratmosfeer kunnen overleven. We bekijken nu of met deze bouwstenen ook een stabiele dna-achtige ‘moleculaire informatiedrager’ gevormd kan worden. Symeres, een Nederlands bedrijf, levert ons onderzoeksmaterialen. Ons werk is mede aanleiding voor de Morning Star Missions: een serie onbemande ruimtemissies naar Venus, ontwikkeld door MIT en het bedrijf Rocket Lab. De eerste wordt in 2025 gelanceerd.”
Uw zoon Max maakt ook deel uit van uw onderzoeksteam.
„Dat begon tijdens de Covid-lockdowns. We hadden niet veel te doen, scholen en sportvelden waren gesloten. We maakten een thuislaboratorium om te testen welke materialen van een ruimtesonde een zwavelzuuratmosfeer kunnen weerstaan. Inmiddels is Max student scheikunde en is het lab verplaatst naar MIT. De samenwerking met mijn zoon is een van de leukste dingen die ik heb meegemaakt in mijn leven. Hij is een gelijkwaardig lid van het team en van veel zaken weet hij meer dan ik.”
Is zo’n familieband in uw werk ongebruikelijk?
„In mijn begintijd op MIT voelde mijn team als een familie. Ik was een alleenstaande moeder en bracht mijn twee zoons met een babysitter mee op conferenties. We hadden veel kookavonden en vakantieweekenden met de hele groep. Het was een bijzondere generatie onderzoekers. Zonder uitzondering zijn ze op mooie plaatsen terechtgekomen: de een is hoogleraar in Cambridge, een ander onderzoeksdirecteur bij raketbouwer Blue Origin.”
Is deze manier van samenwerken veranderd in de afgelopen tien jaar?
„De omgangsvormen zijn sterk veranderd. Studenten dulden minder tegenspraak. Het lijkt vaak alsof ze het alleen maar met je oneens zijn om het oneens zijn. Terwijl kritiek geven en ontvangen onderdeel is van het meester-gezelprincipe. Als we niet kunnen bekritiseren, kunnen we niet opleiden. Bovendien maakt cancel culture dat universitaire staf zich in een kwetsbare positie bevindt.”
Wat voor impact heeft deze cultuuromslag op u?
„Voor mij is het een van de redenen dat ik voorlopig geen nieuwe promovendi aanneem. Maar de verandering die mij het meest beïnvloedt is die van mijn vakgebied zelf. Exoplaneten zijn veel populairder geworden, het onderzoek trekt vooral mensen aan die zich graag bezighouden met iets wat al gevestigd is. Dertig jaar geleden was het juist een nieuw onderzoeksveld waarin iedereen bereid was risico’s te nemen. We waren ook met zo weinig dat je zou kunnen zeggen dat het vakgebied zelf een groot risico was. Met mijn eerste promovendi stortte ik me op problemen waarvan we niet wisten of ze wel oplosbaar waren. Dat heeft tot mooie en gedurfde resultaten geleid.”
Hoe navigeert u nu zelf in een vakgebied dat ontploft is in omvang?
„Ik blijf bij mijn strategie om onbegane paden te bewandelen. Ik heb er zeker de capaciteit voor om een grote groep te leiden, mijn modellen uit te breiden en door te gaan op de details. Maar ik ben op mijn best in de beginfase, op onontgonnen terrein. Bovendien beleef ik daar het meeste plezier aan. Ik houd van nieuwe dingen.
„Die keuze heeft ook een weemoedige kant. Ik stond aan de wieg van een vakgebied dat ik heb zien opgroeien. Nu worden mijn methoden door een volgende generatie verder ontwikkeld en in iets nieuws veranderd. Het is als je kind dat opgroeit en zijn of haar eigen weg gaat. Zoals mijn zoon, die liever met zijn tante op wintersport gaat, omdat zij beter kan skiën dan ik.”
