Een artistieke illustratie van het uitzicht vanaf een van de zeven planeten in een baan rond de rode dwerg TRAPPIST-1, met verschillende andere werelden die dichter bij de kleine, vage ster zichtbaar zijn.
(Afbeelding: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
De zeven rotsachtige planeten die de nabije ster TRAPPIST-1 omcirkelen, hebben veel water, suggereert een nieuwe studie - misschien te veel om er een goede weddenschap voor het leven van te maken.
Alle TRAPPIST-1-werelden herbergen waarschijnlijk honderden aardse oceanen aan water op hun oppervlak, en de natste hebben volgens de studie mogelijk meer dan 1000 keer meer van het materiaal dan onze planeet.
Verrassend genoeg is dit waarschijnlijk geen geweldig nieuws voor het levenshostingpotentieel van het TRAPPIST-1-systeem, zeiden de leden van het onderzoeksteam. [Maak kennis met de 7 aardformaat exoplaneten van TRAPPIST-1]
"Te veel water kan een slechte zaak zijn", vertelde hoofdauteur Cayman Unterborn, een postdoctoraal onderzoeker aan de School of Earth and Space Exploration aan de Arizona State University, aan Space.com. 'De TRAPPIST-1's zijn interessant, maar misschien niet voor het leven.'
TRAPPIST-1 is een vage rode dwergster die ongeveer 39 lichtjaar van de aarde verwijderd is. Astronomen ontdekten in 2016 drie planeten die de ster omcirkelden en een jaar later werden er nog vier aangekondigd. Elk van de zeven werelden - die bekend staan als TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g en h - is ongeveer even groot als de aarde. En men denkt dat drie van de buitenaardse werelden (e, f en g) in de "bewoonbare zone" van TRAPPIST-1 liggen - dat precies juiste bereik van afstanden waar waarschijnlijk vloeibaar water op het oppervlak van een planeet zou kunnen bestaan.
TRAPPIST-1 is ongeveer 2000 keer zwakker dan de zon, dus de bewoonbare zone van de rode dwerg is heel dichtbij. Inderdaad, alle zeven TRAPPIST-1-planeten liggen dichter bij hun ster dan Mercurius bij de zon.
Alle TRAPPIST-1-planeten werden ontdekt via de "transitmethode"; verschillende instrumenten merkten de kleine helderheidsdips op die het gevolg waren toen de werelden het gezicht van hun gastster kruisten. De omvang van deze dalingen onthulde de afmetingen van de werelden. En astronomen hebben de massa van de planeten kunnen schatten, zij het lang niet zo nauwkeurig, door te bestuderen hoe hun transits in de tijd zijn veranderd. (Deze variaties treden op als naburige planeten zwaartekracht aan elkaar trekken.)
Met deze massa- en volume-informatie in de hand, gebruikten Unterborn en zijn team computermodellen om een beter idee te krijgen van de samenstelling van zes van de TRAPPIST-1-werelden. (Ze behandelden TRAPPIST-1h, de buitenste planeet niet, omdat er niet genoeg over bekend is.)
Dit modelwerk suggereerde dat er een natheidsgradiënt is in het TRAPPIST-1-systeem. De binnenste planeten, b en c, bestaan waarschijnlijk voor ongeveer 10 procent uit water, terwijl de natte stof ten minste 50 procent uitmaakt van de verder weg gelegen f en g. De middelste planeten d en e vallen ergens tussenin.
Al deze werelden zijn nat, zelfs aan de onderkant van de helling. Ter vergelijking: de aarde is slechts 0,2 procent massa. Inderdaad, de TRAPPIST-1-planeten zijn waarschijnlijk 'waterwerelden', zonder land om de eentonigheid van wind en golven te doorbreken, zei Unterborn.
Als dat inderdaad het geval is, is de kans om leven in het systeem te vinden misschien niet groot.
"Zonder blootgesteld land zullen de belangrijkste geochemische cycli, waaronder de opname van koolstof en fosfor in oceaanreservoirs door continentale verwering, worden gedempt, waardoor de omvang van de biosfeer wordt beperkt", schreven de onderzoekers in de nieuwe studie, die vandaag online werd gepubliceerd (maart 19) in het tijdschrift Nature Astronomy. "Als zodanig, hoewel deze planeten mogelijk bewoonbaar zijn in de klassieke definitie van de aanwezigheid van oppervlaktewater, is het mogelijk dat enige biosignatuur die vanuit dit systeem wordt waargenomen, niet volledig te onderscheiden is van abiotische, puur geochemische bronnen."
En al dat water zou enkele belangrijke geologische processen kunnen afsluiten die het leven kunnen helpen voet aan de grond te krijgen, zei Unterborn. Rotsen in de aardmantel worden bijvoorbeeld vaak vloeibaar nadat ze omhoog zijn gegaan naar een zone met lagere druk, waar hun smeltpunt lager is. Maar zo'n "decompressiesmelting" kan zelden of helemaal niet voorkomen op de TRAPPIST-1-werelden, omdat het enorme gewicht van de bovenliggende mondiale oceanen de manteldruk zo sterk opdrijft.
Zonder gesmolten gesteente nabij het oppervlak, kunnen er geen vulkanen zijn (tenminste niet zoals we hier op aarde gewend zijn). En zonder vulkanen kunnen warmtevasthoudende gassen, zoals kooldioxide, moeilijk de atmosfeer bereiken - wat betekent dat de TRAPPIST-1-planeten mogelijk zijn blootgesteld aan een "weggelopen sneeuwbal" -effect, zei Unterborn. [Galerij: de vreemdste buitenaardse planeten]
Planeten in een baan rond rode dwergen staan voor andere uitdagingen op het gebied van bewoonbaarheid, hebben veel onderzoekers benadrukt. Als deze werelden bijvoorbeeld strak genoeg in een baan om de bewoonbare zone draaien, zijn ze vrijwel zeker 'netjes opgesloten', wat betekent dat ze altijd hetzelfde gezicht tonen aan hun moederster. Dus de ene kant van dergelijke planeten kan heet zijn, terwijl de andere ijskoud is. Dit probleem zou kunnen worden verholpen door de aanwezigheid van een dikke atmosfeer, die warmte zou laten circuleren. Maar rode dwergen vuren veel krachtige fakkels af, die de atmosfeer van werelden met bewoonbare zones snel kunnen verwijderen.
Dergelijke problemen worden hevig besproken en bestudeerd, wat niet verrassend is gezien de prevalentie van rode dwergen: ongeveer 75 procent van de sterren van de Melkweg zijn rode dwergen, dus ze herbergen waarschijnlijk het grootste deel van het onroerend goed van de melkweg, al dan niet bewoonbaar.
De nieuwe studie werpt ook licht op de vorming en evolutie van het TRAPPIST-1-systeem. Zo liggen bijvoorbeeld alle zeven planeten momenteel binnen de oorspronkelijke "sneeuwlijn" - het punt waarboven het koud genoeg was om water bevroren te laten blijven terwijl de werelden vorm kregen. Maar de resultaten van het team suggereren dat planeten f, g en h zich daadwerkelijk buiten deze grens hebben gevormd en in de loop van de tijd naar binnen zijn gemigreerd. Planeten b en c groeiden daarentegen samen binnen de oersneeuwlijn. (Het is niet duidelijk waar TRAPPIST-1d en e zijn geboren in relatie tot deze lijn, waarvan de onderzoekers zeiden dat deze zich ergens tussen de pasgeboren werelden c en f bevond.)
Over het geheel genomen geeft het onderzoek aan dat rode dwergsystemen zoals TRAPPIST-1 niet moeten worden gezien als slechts miniatuurversies van ons eigen zonnestelsel, zei Unterborn; hun planeten kunnen zich op iets andere manieren en / of op iets andere tijdschalen vormen.
"Het begrijpen vanuit een planetair formatie- en evolutieperspectief, denk ik, is - vooral voor het publiek - een veel krachtigere manier om TRAPPIST-1 te verkopen dan het leven", zei hij. 'Niemand is graag de natte deken die zegt:' Nou, eigenlijk zijn ze niet zo geweldig voor het leven. ' Maar ze zijn echt interessant, en we moeten deze dingen weten om de planeten te begrijpen die waarschijnlijk leven zullen hebben. '
