Credit: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI).
Sterrenkundigen van het Max Planck Instituut en de Universiteit van Göttingen hebben ontdekt dat sterren die relatief weinig zware elementen bevatten gunstiger zijn voor het ontstaan van leven bij planeten in hun buurt dan sterren die veel zware elementen bevatten. Het blijkt dat er ene verband is tussen de hoeveelheid zware elementen (door sterrenkundigen ‘metalen’ genoemd, alles dat zwaarder is dan helium) en de kans dat planeten een beschermende ozonlaag hebben kunnen ontwikkelen, beschermend voor eventueel lebven op de planeet. Hoe beschermend die ozonlaag is hangt af van de intensiteit van de ultraviolette straling van de ster. Ozon is een enkelvoudige stof van het element zuurstof, bestaande uit drie zuurstofatomen, O3. De ozonlaag beschermt leven op aarde tegen de schadelijke UV-straling van de zon. Wat blijkt nu het geval te zijn, zo laat onderzoek aan sterren zien die op de zon lijken (T tussen 5300 en 6300K): ozon kan worden afgebroken door UV-straling, maar het kan óók worden opgebouwd door UV-straling. Er zijn drie types UV-straling en voor de sterren en planeten zijn met name de UV-B (280-320 nm) en UV-C (100-280 nm) van belang. Uit het onderzoek komt naar voren dat UV-B ozon afbreekt en UV-C ozon opbouwt.
Credit: MPS/hormesdesign.de
Vervolgens gingen Anna Shapiro en haar team simulaties uitvoeren op basis van de waarnemingen, waarbij gekeken werd hoe de UV-straling bij exoplaneten in de leefbare zone van hun zonachtige ster, da’s de zone waar de temperatuur precies geschikt is om water in vloeibare vorm te laten bestaan, uit zou pakken qua ozonvorming. Daaruit kwam naar voren dat metaalarme sterren meer UV-straling uitzenden dan metaalrijke sterren én dat het aandeel van UV-C in die UV-straling bij metaalarme sterren groter is dan bij metaalrijke sterren (zie ook de illustratie hierboven). Dat betekent dat de kans dat planeten een beschermende ozonlaag ontwikkelen groter is bij metaalarme sterren dan bij metaalrijke sterren. Keerzijde hiervan is echter dat naarmate het heelal steeds ouder wordt de kans op het ontstaan van leven afneemt. Want als sterren gedurende hun leven in hun kern lichte elementen fuseren tot zwaardere elementen neemt de hoeveelheid metalen in de sterren toe en daarmee stralen ze steeds meer UV-B uit, hetgeen ongunstig is voor het ontstaan van leven.
Meer informatie vind je in het vakartikel van A. Shapiro et al.: Metal-rich stars are less suitable for the evolution of life on their planets, Nature Communications, April 18th, 2023.
Bron: Max Planck Instituut.
