Missers bij de zoektocht naar buitenaards leven

Stel dat er aanwijzingen voor buitenaards leven zijn en dat wij die nog niet hebben kunnen detecteren. Wat betekent dat? In het gerenommeerde tijdschrift Nature Astronomy bespreken onderzoekers de consequenties van deze zogenaamde vals-negatieve resultaten. “We stoppen nu veel geld in missies die misschien anders opgebouwd moeten worden.”

Een van de belangrijkste doelen van de astrobiologie, de wetenschap die het ontstaan van het leven in het universum onderzoekt, is het testen van de hypothese dat buitenaards leven bestaat. In de praktijk betekent dit het zoeken naar aanwijzingen hiervoor, waarbij ambigue en betwistbare resultaten veel voorkomen. Astrobiologen zijn zich zeer bewust van de mogelijkheid van deze zogenaamde 'vals-positieve' aanwijzingen die ten onrechte wijzen op het bestaan van leven. Een vals-negatief resultaat daarentegen betekent dat we er niet in slagen om leven te detecteren dat er wel degelijk is of was. “Het is belangrijk dat we ons bewust zijn van deze vals-negatieve resultaten,” zegt hoofdauteur Inge Loes ten Kate, astrobioloog aan de Universiteit Utrecht en de Universiteit van Amsterdam. “Het betekent dat er tekortkomingen zijn in het herkennen van het bestaan van leven. Die tekortkomingen staan nog niet hoog op de onderzoeksagenda.”

Detectiemethoden

Vals-negatieve resultaten kunnen onder meer voortkomen uit de mate waarin sporen van leven al dan niet bewaard zijn gebleven, de detecteerbaarheid van waarneembare sporen en de beperkingen die inherent zijn aan onze detectiemethoden. Ten Kate: “We pleiten daarom voor de ontwikkeling van een doelgerichte onderzoeksstrategie die deze risico’s systematisch aanpakt. Daarom moeten we labexperimenten en modelleeronderzoek combineren. Ruimtemissies en meetinstrumenten zijn erop gericht om potentiële tekenen van leven te detecteren, maar het risico dat we iets over het hoofd zien wordt hierbij niet meegenomen. De zoektocht naar tekenen van leven zou hand in hand moeten gaan met beter gedefinieerde vragen en toetsbare hypothesen om specifieke meet- of observatiedoelen te motiveren.” Patroonherkenning door middel van kunstmatige intelligentie kan daarbij een waardevol en krachtig hulpmiddel zijn. “Want dan kom je misschien wel zaken op het spoor die wij op eigen kracht nooit zouden kunnen zien. En bij nieuwe waarnemingen kun je vervolgens uitzoeken hoe en waar die in zo’n patroon passen.”

We zijn geneigd te zoeken naar zaken die we al kennen

Misstappen

Wanneer we aanwijzingen voor het bestaan van leven niet opmerken zou dat twee cruciale misstappen tot gevolg kunnen hebben. Allereerst kunnen onderzoekers bepaalde doelen en instrumenten in onderzoeksprogramma’s dan minder prioriteit geven, waardoor ze omgevingen over het hoofd zien die leven zouden kunnen herbergen dat buiten onze huidige detectiemogelijkheden valt. “Een vereenvoudigd voorbeeld: als er onder een steen sprake is van leven, en je bekijkt die steen alleen van boven, dan blijft dat leven onopgemerkt. Onderzoek dus goed of in de omgeving de voorwaarden aanwezig zijn voor het bestaan van levensvormen, en of je patronen kunt herkennen op het oppervlak van een hemellichaam. Daarnaast bestaat het gevaar dat beleidsmakers een voortijdige exploitatie van grondstoffen op planeten goedkeuren, met als risico een onomkeerbare vernietiging van onopgemerkt leven."

Oorzaken van vals-negatieve resultaten

Vals-negatieve resultaten kunnen bijvoorbeeld voortkomen uit sporen die door levensvormen zijn achtergelaten, die wijdverspreid en actief zijn op het oppervlak van een planeet, maar niet worden gedetecteerd. Ook kan een wisselwerking tussen de productie en afvang van atmosferische gassen op een planeet leiden tot vals-negatieve resultaten, omdat ze de vrijgave van die gassen kunnen overschaduwen of de levensduur ervan kunnen verkorten. Dit soort oorzaken van vals-negatieve resultaten zijn moeilijk te identificeren, omdat ze vaak pas achteraf worden vastgesteld.

Vragen naar de (on)bekende weg

Maar hoe doe je onderzoek naar dingen die je niet kunt vinden? “Die vraag raakt aan de kern van ons probleem, want we zijn geneigd te zoeken naar zaken die we al kennen. We moeten daarom heel goed begrijpen wat voor leven er mogelijk is op een bepaalde plek, wat de voorwaarden daarvoor zijn, en hoe we de sporen van dat leven kunnen herkennen. En zelfs dan kunnen we zaken over het hoofd zien.” Ten Kate noemt het voorbeeld van de ijzerhoudende mineralen die vorig jaar op Mars zijn gevonden, en die duidelijk een afwijkende oxidatie laten zien. “Op Aarde zien we die afwijkende oxidaties alleen als een resultaat van de aanwezigheid van leven. Maar wil dat in een buitenaardse situatie ook zeggen dat je hier met leven te maken hebt? Voor de duidelijkheid: die mineralen brengen geen vals-negatief resultaat met zich mee, want we begrijpen simpelweg nog niet wat hier aan de hand is. Maar als we dit niet verder uitzoeken zou het wél een vals-negatief kunnen worden. We moeten dus nóg beter begrijpen hoe de geochemie in elkaar steekt, en hoe de onderliggende chemische reacties werken bij dat soort situaties. Daarmee kun je ook proberen vals-negatieve resultaten uit te sluiten.” En, ook niet onbelangrijk: weet waaraan je begint voor je ergens een expeditie naartoe stuurt. “Zorg dat je dus de situatie in de landingszone vooraf minutieus hebt bestudeerd.”

Artikel

Inge Loes ten Kate, Mickael Baqué, Vinciane Debaille et al., ‘False negatives in the search for extraterrestrial life’, Nature Astronomy, https://doi.org/10.1038/s41550-026-02863-0