De indruk van deze kunstenaar toont het planetaire systeem rond de zonachtige ster HD 10180. Calçada
Onze aarde voelt als een warme en gastvrije plek voor ons levensvormen, maar buiten onze kleine planeet is het grootste deel van het zonnestelsel te koud voor ons om comfortabel te leven. Een nieuwe studie suggereert dat planeten in andere zonnestelsels wellicht beter bewoonbaar zijn dan de onze, omdat ze over het algemeen warmer zouden zijn - tot wel 25% warmer. Dit zou hen geologisch actiever maken en meer kans hebben om voldoende vloeibaar water vast te houden om het leven te ondersteunen, althans in zijn microbiële vorm. De "Goudlokje-zone" rond andere sterren - de bewoonbare regio - zou op zijn beurt groter zijn dan de zone in ons eigen zonnestelsel.
Deze nieuwe studie is afkomstig van geologen en astronomen van de Ohio State University die samenwerken om op een nieuwe manier naar buitenaards leven te zoeken.
Ze bestudeerden acht 'zonnetweelingen' van onze zon - sterren die qua grootte, leeftijd en algehele samenstelling zeer dicht bij de zon staan - om de hoeveelheden radioactieve elementen die ze bevatten te meten. Die sterren zijn afkomstig van een dataset die is geregistreerd door de High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher-spectrometer van de European Southern Observatory in Chili.
Ze zochten in de zonnetweeling naar elementen zoals thorium en uranium, die essentieel zijn voor de platentektoniek van de aarde omdat ze het interieur van onze planeet verwarmen. Platentektoniek helpt bij het in stand houden van water op het aardoppervlak, dus het bestaan van platentektoniek wordt soms beschouwd als een indicator voor de levensvreugde van een planeet.
Van de acht zonnetweelingen die het team tot nu toe heeft bestudeerd, lijken er zeven veel meer thorium te bevatten dan onze zon - wat suggereert dat alle planeten die om die sterren draaien waarschijnlijk ook meer thorium bevatten. Dat betekent dat de binnenkant van de planeten waarschijnlijk warmer is dan de onze.
Een ster in het onderzoek bevat bijvoorbeeld 2,5 keer meer thorium dan onze zon, volgens teamlid en doctoraatsstudent Ohio State Cayman Unterborn. Hij zegt dat terrestrische planeten die rond die ster zijn gevormd waarschijnlijk 25 procent meer interne warmte genereren dan de aarde, waardoor de platentektoniek langer kan blijven bestaan in de geschiedenis van een planeet, waardoor er meer tijd is om te leven.
“Als blijkt dat deze planeten warmer zijn dan we eerder dachten, dan kunnen we de bewoonbare zone rond deze sterren effectief vergroten door de bewoonbare zone verder van de gastster te duwen en meer van die planeten gastvrij te beschouwen voor het microbiële leven. , ”Zei Unterborn, die de resultaten deze week presenteerde op de bijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco.
'Als blijkt dat deze planeten warmer zijn dan we eerder dachten, dan kunnen we de leefruimte rond deze sterren effectief vergroten.'
"Op dit moment kunnen we alleen maar zeggen dat er een natuurlijke variatie is in de hoeveelheid radioactieve elementen in sterren zoals die van ons," voegde hij eraan toe. "Met slechts negen monsters inclusief de zon, kunnen we niet veel zeggen over de volledige omvang van die variatie in de hele melkweg. Maar uit wat we weten over planeetvorming, weten we dat de planeten rond die sterren waarschijnlijk dezelfde variatie vertonen, wat gevolgen heeft voor de mogelijkheid van leven. '
Zijn adviseur, Wendy Panero, universitair hoofddocent aan de School of Earth Sciences in de staat Ohio, legde uit dat radioactieve elementen zoals thorium, uranium en kalium aanwezig zijn in de aardmantel. Deze elementen verwarmen de planeet van binnenuit, op een manier die volledig gescheiden is van de warmte die uit de kern van de aarde komt.
'De kern is heet omdat het heet begon', zei Panero. "Maar de kern is niet onze enige warmtebron. Een vergelijkbare bijdrage is het langzame radioactieve verval van elementen die hier waren toen de aarde werd gevormd. Zonder radioactiviteit zou er niet genoeg warmte zijn om de platentektoniek aan te drijven die de oppervlakteoceanen op aarde in stand houdt. "
De relatie tussen plaattektoniek en oppervlaktewater is complex en wordt niet volledig begrepen. Panero noemde het 'een van de grote mysteries in de geowetenschappen'. Maar onderzoekers beginnen te vermoeden dat dezelfde krachten van warmteconvectie in de mantel die de aardkorst bewegen, op de een of andere manier ook de hoeveelheid water in de oceanen reguleren.
"Het lijkt erop dat als een planeet een oceaan wil behouden over geologische tijdschalen, er een soort 'recyclingsysteem' voor korst nodig is, en voor ons is dat mantelconvectie, 'zei Unterborn.
In het bijzonder profiteert het microbiële leven op aarde van ondergrondse warmte. Scores van microben die bekend staan als archaea, zijn niet afhankelijk van de zon voor energie, maar leven in plaats daarvan rechtstreeks van warmte die diep uit de aarde komt.
Op aarde komt de meeste warmte van radioactief verval van uranium. Planeten die rijk zijn aan thorium, dat energieker is dan uranium en een langere halfwaardetijd heeft, zouden warmer worden en langer warm blijven, zei hij, waardoor ze meer tijd krijgen om het leven te ontwikkelen.
Over waarom ons zonnestelsel minder thorium heeft, zei Unterborn dat het waarschijnlijk het geluk van de trekking is.
'Het begint allemaal met supernovae. De elementen die in een supernova zijn gemaakt, bepalen de materialen die beschikbaar zijn om nieuwe sterren en planeten te vormen. De zonnetweelingen die we hebben bestudeerd, zijn verspreid over de melkweg, dus ze zijn allemaal gevormd uit verschillende supernova's. Het was gewoon zo dat ze meer thorium beschikbaar hadden toen ze zich vormden dan wij. '
Jennifer Johnson, universitair hoofddocent astronomie aan de staat Ohio en co-auteur van de studie, waarschuwde dat de resultaten voorlopig zijn. "Alle tekenen wijzen op ja - dat er een verschil is in de overvloed aan radioactieve elementen in deze sterren, maar we moeten zien hoe robuust het resultaat is", zei ze.
Om dit onderzoek voort te zetten, wil het team een gedetailleerde statistische analyse maken van ruis in de HARPS-gegevens om de nauwkeurigheid van zijn computermodellen te verbeteren. Dan zal hij telescooptijd zoeken om naar meer zonnetweelingen te zoeken.
Bron: The Ohio State University
