Is deze aardse exoplaneet bedekt met vulkanen?
Vulkanische activiteit op de buitenaardse wereld, die ongeveer 90 lichtjaar van de aarde verwijderd is, kan een atmosfeer genereren.
Een onlangs gevonden buitenaardse wereld ter grootte van de Aarde kan bezaaid zijn met actieve vulkanen, waarvan de emissies een atmosfeer kunnen ondersteunen. Dit meldt een nieuw onderzoek.
De exoplaneet, bekend als LP 791-18 d, draait in een baan om een rode dwergster op een afstand van ongeveer 90 lichtjaar van de Aarde. Deze ster bevindt zich in de richting van het sterrenbeeld Beker – Crater. De exoplaneet is iets groter en massiever dan de Aarde en is vermoedelijk vulkanisch veel actiever dan de Aarde.
LP-791-18 d draait in een gebonden rotatie om zijn ster en dat betekent dat altijd dezelfde zijde naar de ster toe is gericht.
De dagzijde is vermoedelijk te heet voor vloeibaar water aan het oppervlak. Maar de hoeveelheid vulkanische activiteit, waarvan de onderzoekers vermoeden dat die overal op de planeet plaatsvindt, kan een atmosfeer in stand houden, waardoor water aan de nachtzijde kan condenseren.
Het onderzoeksteam vond en karakteriseerde LP 794-18 d met behulp van gegevens verzameld door de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) en de, inmiddels gepensioneerde, Spitzer Space Telescope.
TESS zoekt vanuit een baan om de Aarde actief naar exoplaneten en let op veelbetekenende helderheidsdips die worden veroorzaakt wanneer planeten vanuit het perspectief van de satelliet voorlangs hun sterren bewegen.
De Spitzer Space Telescope ging in januari 2020 met pensioen; de waarnemingen van LP 791-18 d behoorden tot de laatste die de voor infrarood geoptimaliseerde ruimtetelescoop maakte (er ligt een voorstel om Spitzer nieuw leven in te blazen). Spitzer werd stilgelegd om middelen vrij te maken voor de James Webb Space Telescope.
LP 791-18 d is de derde planeet in dit stelsel, samen met LP 791-18 b en c. Planeet b, de binnenste van de drie, is ongeveer 20% groter dan de Aarde. Planeet c, de buitenste planeet, is ongeveer 2,5 keer groter dan de Aarde en minstens 7 keer zwaarder.
De planeten c en d passeren elkaar tijdens hun banen rond de rode dwerg op relatief korte afstand. Deze interacties hebben aanzienlijke gevolgen voor de pas gevonden exoplaneet.
Elke nauwe passage van de zwaardere planeet c veroorzaakt een aantrekking door de zwaartekracht op planeet d waardoor zijn baan enigszins elliptisch wordt. Tijdens deze elliptische baan wordt planeet d een beetje vervormd elke keer dat hij rond de ster gaat. Deze vervormingen kunnen voldoende interne wrijving veroorzaken om het binnenste van de planeet aanzienlijk te verwarmen en vulkanische activiteit een het oppervlak te veroorzaken. Jupiter en enkele van zijn manen hebben een vergelijkbaar effect op Io.
Dergelijke getijdenverwarming maakt Io, een van de vier grote Galileïsche manen van Jupiter, het meest vulkanisch actieve object in ons zonnestelsel. Io herbergt een ijle atmosfeer die wordt gedomineerd door zwaveldioxide, maar de veel grotere LP 791-18 d zal waarschijnlijk meer van zijn vulkanische gassen kunnen vasthouden. En de nachtzijde van de planeet kan koel genoeg zijn om vloeibaar water te ondersteunen, aldus de onderzoekers.
Dat maakt planeet d niet noodzakelijkerwijs een geweldige kandidaat om leven zoals wij dat kennen, te ondersteunen; de planeet kan worden opgeschrikt door te veel vulkanisme. Toch is de nieuw gevonden planeet een uitnodigend doelwit voor astrobiologen en onderzoekers die geïnteresseerd zijn in het ontstaan en evolutie van atmosferen van exoplaneten.
Een grote vraag in de astrobiologie, het onderzoeksveld dat in grote lijnen de oorsprong van leven op Aarde en daarbuiten bestudeert, is of tektonische of vulkanische activiteit nodig is voor leven.
Naast het mogelijk creëren van een atmosfeer kunnen deze processen materialen doen ontstaan die anders zouden zinken en vast komen te zitten in de korst, inclusief die elementen waarvan men aanneemt dat ze belangrijk zijn voor leven, zoals bijvoorbeeld koolstof.
Vervolgwerk in dit system zal vermoedelijk binnenkort volgen: LP 791-18 c is al een goedgekeurd doelwit voor toekomstige waarnemingen met de Webb Telescope en planeet d zou ook op die lijst kunnen komen.
Het nieuwe onderzoek werd deze week gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Eerste publicatie: 18 mei 2023
Bron: NASA – Jet Propulsion Laboratory
