16 augustus 2017

Zijn planeten bij rode dwergsterren te droog voor leven?

Een protoplanetaire schijf

Als water de bron van het leven is, dan is het vinden van de bron van het water een geldige onderneming binnen de astrobiologie. Wetenschappers hebben bepaalde scenario’s verzonnen voor de manier waarop onze planeet nat werd en nat bleef, maar andere planeten kunnen geen toegang hebben gehad tot deze waterbron.

Een voorbeeld van een plaats waarin het aantrekken van water een probleem zou kunnen zijn, is bij rode dwergsterren. Deze sterren zijn van astrobiologisch belang vanwege het feit dat er ontzettend veel van zijn. Sterker nog, rode dwergen (M-dwergen), die zo’n 10 tot 50 procent van de massa van de zon hebben, zijn het meest voorkomende stertype binnen onze Melkweg. Een recente analyse van gegevens die zijn verzameld door de Kepler-ruimtesonde heeft zelfs uitgewezen dat zo’n zes procent van deze M-dwergen leefbare planeten zou kunnen bevatten!

“Leefbaar” wil in dit geval zeggen: een gemiddelde oppervlaktetemperatuur dat in principe geschikt is om vloeibaar water mogelijk te maken. Maar wat als er helemaal geen water is? Computersimulaties lijken inderdaad uit te wijzen dat rotsplaneten bij M-dwergen het zonder water moeten doen. Nou, dat is dus een grote klap voor de astrobiologie.

Kunnen we planeten bij rode dwergen dan schrappen van onze lijst van potentieel leefbare exoplaneten? Nou, niet als het aan de astrobioloog Fred Ciesla ligt (Universiteit van Chicago). Volgens hem is de bron van planetair water een ingewikkeld proces dat van vele factoren afhankelijk is.

Red Dwarf Earthlike Planet

Water op aarde

Het water op aarde is hier afgeleverd door kometen en planetoiden, zo is de algemene mening. In het vroege zonnestelsel waren alle rotsen en stofdeeltjes uitgespreid in de vorm van een ronddraaiende schijf rondom de jonge zon. Het materiaal in het binnendeel van deze schijf was te warm om water vast te houden, terwijl materiaal voorbij de zogenaamde “sneeuwlijn” (op ongeveer 2,5 keer de afstand tussen de aarde en de zon) koud genoeg was om ijskristallen te verzamelen.

De aarde en de overige rotsplaneten zijn vermoedelijk binnen de sneeuwlijn ontstaan en zouden technisch gezien dus droog moeten zijn. Zwaartekrachtinteracties binnen de schijf hebben echter geleid tot instabiliteiten, waardoor de planetaire bestanddelen door elkaar zijn gehusseld. Hierbij is ijsrijk materiaal het binnen-zonnestelsel in geschoten. Het eindresultaat: een aarde bedekt met oceanen.

Zou een vergelijkbaar proces plaats kunnen vinden bij kleinere sterren met minder materiaal? Om deze vraag te beantwoorden heeft men een computermodel gemaakt, waarbij de planeetvorming opnieuw is gedaan, maar dan met een kleinere schijf met minder materiaal. Het resultaat was teleurstellend: planeten in de leefbare zone van M-dwergen zijn droog.

Een oorzaak is het feit dat bij kleinere schijven minder krachtige verstoringen optreden, waardoor de aanvoer van ijsrijk materiaal naar de binnenschijf veel minder effici

Reacties

  1. RemcoH1980RemcoH1980 zegt:

    Veel informatie in een filmpje van 20 minuten. Top 🙂

Laat wat van je horen

*