Om het leven te ondersteunen, moet een exoplaneet gewoon rondhangen waar de warmte van zijn ster precies goed is voor vloeibaar water. Rechtsaf?
Niet noodzakelijk. Nieuw onderzoek suggereert dat een dergelijke planeet, om het leven te ondersteunen, ook platentektoniek nodig heeft, en deze wordt geactiveerd in een smallere band van afstand tot de moederster.
Rory Barnes, een astronoom aan de Universiteit van Washington, is de hoofdauteur van een paper dat wordt uitgegeven door The Astrophysical Journal Letters die nieuwe berekeningen van computermodellering gebruikt om een "getij bewoonbare zone" te definiëren.
Naast vloeibaar water denken wetenschappers dat platentektoniek nodig is om overtollige koolstof uit de atmosfeer te halen en op te sluiten in rotsen, om te voorkomen dat de kas op hol slaat. Tektoniek, of de beweging van de platen die het oppervlak van een planeet vormen, wordt meestal aangedreven door radioactief verval in de kern van de planeet, maar de zwaartekracht van een ster kan getijden op de planeet veroorzaken, waardoor er meer energie ontstaat om de platentektoniek aan te drijven.
"Als u platentektoniek heeft, kunt u klimaatstabiliteit op lange termijn hebben, wat volgens ons een voorwaarde is voor het leven", zei Barnes.
De tektonische krachten kunnen niet zo ernstig zijn dat geologische gebeurtenissen snel het oppervlak van een planeet verharden en het leven vernietigen dat mogelijk voet aan de grond heeft gekregen, zei hij. De planeet moet zich op een afstand bevinden waar het trekken aan het zwaartekrachtveld van de ster tektoniek genereert zonder extreme vulkanische activiteit te veroorzaken die de planeet in een te korte tijd weer opduikt om het leven te laten bloeien.
"Over het algemeen is het effect van dit werk het verminderen van het aantal bewoonbare omgevingen in het universum, of op zijn minst wat we hebben beschouwd als bewoonbare omgevingen," zei Barnes. "De beste plaatsen om te zoeken naar bewoonbaarheid zijn waar deze nieuwe definitie en de oude definitie elkaar overlappen."
De nieuwe berekeningen hebben gevolgen voor planeten die voorheen te klein werden geacht voor bewoonbaarheid. Een voorbeeld is Mars, dat vroeger tektoniek ervoer, maar die activiteit stopte toen de warmte van de rottende binnenkern van de planeet verdween.
Maar naarmate planeten dichter bij hun zon komen, wordt de zwaartekracht sterker, nemen de getijdekrachten toe en komt er meer energie vrij. Als Mars dichter bij de zon zou komen, zouden de getijdenboten van de zon mogelijk de tektoniek kunnen herstarten, waardoor gassen uit de kern vrijkomen voor meer atmosfeer. Als Mars vloeibaar water herbergt, kan het op dat moment bewoonbaar zijn voor het leven zoals we het kennen.
Verschillende manen van Jupiter worden al lang beschouwd als potentieel levensonderhoud. Maar een van hen, Io, heeft zoveel vulkanische activiteit, het resultaat van getijdenkrachten van Jupiter, dat het niet als een goede kandidaat wordt beschouwd. Tektonische activiteit maakt het oppervlak van Io in minder dan 1 miljoen jaar opnieuw.
'Als dat op aarde zou gebeuren, zou het moeilijk voor te stellen zijn hoe het leven zich zou ontwikkelen', zei Barnes.
Een potentiële aarde-achtige planeet, maar acht keer zo groot, genaamd Gliese 581d, werd in 2007 ontdekt op ongeveer 20 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Weegschaal. Aanvankelijk dacht men dat de planeet te ver van zijn zon, Gliese 581, was om vloeibaar water te hebben, maar recente waarnemingen hebben aangetoond dat de baan binnen de bewoonbare zone voor vloeibaar water ligt. De planeet bevindt zich echter buiten de bewoonbare zone vanwege de getijdenkrachten van de zon, die volgens de auteurs de mogelijkheid van leven drastisch beperken.
"Ons model voorspelt dat getijden slechts een kwart van de verwarming kunnen bijdragen die nodig is om de planeet bewoonbaar te maken, dus er kan veel warmte nodig zijn door het verval van radioactieve isotopen om het verschil te compenseren," zei Jackson.
Barnes voegde toe: "Waar het op neerkomt is dat getijdekracht een belangrijke factor is waarmee we rekening moeten houden bij het zoeken naar bewoonbare planeten."
Bron: The University of Washington via Eurekalert. Het papier is hier beschikbaar.
