23 augustus 2017

Aardse planeten zijn schaars bij rode dwergsterren

red dwarf planet

Onderzoekers van de Universiteit van Tokyo hebben, aan de hand van een reeks gedetailleerde computersimulaties, vastgesteld dat aardse planeten veel algemener moeten zijn bij zonachtige sterren dan bij rode dwergsterren. Toch zijn veel huidige zoektochten naar aardse planeten vooral gericht op rode dwergsterren, omdat de aanwezigheid van planeten bij dit soort sterren gemakkelijker vastgesteld kan worden dan bij zonachtige sterren.

Als planeten ‘leefbaar’ willen zijn (naar aardse begrippen), dient de planeet ten eerste in de leefbare zone te staan – niet te warm en niet te koud. Daarnaast moet ook de verhouding tussen water en land vergelijkbaar zijn met de aarde. Met andere woorden: de waterfractie (qua massa) moet ongeveer 0,01% zijn. Planeten met te veel water (0,1%) worden oceaanwerelden met een instabiel klimaat. Planeten met te weinig water worden “duinplaneten” die te droog zijn om leefbaar te worden.

Sterren zoals de zon bevinden zich op de zogenaamde ‘hoofdreeks’ – dat betekent dat er stabiele waterstoffusie in de kern kan plaatsvinden. Voordat dit punt bereikt wordt, bevindt de ster zich een tijdje in de “pre-hoofdreeks”. In deze fase zal de helderheid van een zonachtige ster ongeveer gelijk blijven, terwijl de helderheid van een rode dwerg gigantisch zal afnemen. Dat betekent dat eventueel aanwezige planeten rondom de rode dwergsterren een probleem hebben: planeten op de juiste afstand met de juiste hoeveelheid water kunnen drooggekookt worden tijdens de pre-hoofdreeksfase, terwijl oceaanplaneten hun grote hoeveelheid water kunnen vasthouden.

Water mass fractions versus orbital distances of Earth-mass planets 90Myr after entering the pre-main sequence. a-c, Results from simulations of stars with 0.3 (top), 0.5 (middle) and 1 (bottom) solar masses without considering the pre-main sequence stellar luminosity evolution and water loss. d-f, Results considering the stellar luminosity evolution and water loss. The habitable zones of the stars in the main sequence phase are marked by blue shaded areas. Stellar masses are marked in the panels.

Water mass fractions versus orbital distances of Earth-mass planets 90Myr after entering the pre-main sequence. a-c, Results from simulations of stars with 0.3 (top), 0.5 (middle) and 1 (bottom) solar masses without considering the pre-main sequence stellar luminosity evolution and water loss. d-f, Results considering the stellar luminosity evolution and water loss. The habitable zones of the stars in the main sequence phase are marked by blue shaded areas. Stellar masses are marked in the panels.

De Japanners hebben de distributie van planeten gesimuleerd rondom sterren van respectievelijk 0.3, 0,5 en 1 zonnemassa(‘s). Volgens de simulatie zijn er per 1000 sterren van 0,3 zonnemassa’s ongeveer 70.000 planeten, waarvan 5000 een vergelijkbare massa als de aarde hebben, terwijl slechts 55 daarvan in de leefbare zone staan. Hiertoe behoren 31 oceaanplaneten, 23 duinplaneten en slechts

Laat wat van je horen

*