Planeten met oceanen zijn mogelijk heel algemeen in ons sterrenstelsel

artist impressie van een waterwereld
Artist’s impression van een waterwereld. Image credit: Sci-News.com.

Een team van Amerikaanse astronomen heeft de interne temperatuuromstandigheden van 53 aardse planeten berekend. Ze vonden dat al deze planeten mogelijk vulkanische activiteit aan hun oppervlak hebben en dat minstens 26% van deze exoplaneten oceanen kan hebben. De meerderheid van deze waterwerelden zou een structuur kunnen hebben die lijkt op die van de ijsmanen die rond de reuzenplaneten in ons zonnestelsel draaien.

Er zijn geisers van water zichtbaar op de manen Europa en Enceladus dus we weten dat deze objecten een ondergrondse oceaan hebben onder hun ijsachtige korsten en dat ze energie hebben die deze geisers veroorzaakt. Het zijn twee voorwaarden voor leven zoals wij dat kennen.

Als we deze plekken dus als potentieel bewoonbaar achten dan zullen grotere versies van dergelijke systemen in andere planetenstelsels ook bewoonbaar zijn.

De onderzoekers van het Planetary Science Institute van het Goddard Space Flight Center van de NASA en onderzoekers van de universiteit van Idaho bekeken of er exoplaneten zijn die te vergelijken zijn met Europa en Enceladus en of ze ook geologisch actief genoeg kunnen zijn om geisers door hun oppervlaktes te schieten die op een dag met behulp van telescopen gezien kunnen worden.

Om naar mogelijke waterwerelden te zoeken selecteerden de onderzoekers 53 exoplaneten met een grootte die overeenkomt met die van de Aarde. Die exoplaneten konden dan wel tot 8 maal meer massa hebben.

Daarna zochten ze uit hoe ze konden bepalen hoeveel energie iedere planeet zou kunnen genereren en als warmte zou kunnen afgeven.

Ze bekeken twee bronnen van warmte. De eerste is een radioactieve hitte. Deze wordt gedurende miljarden jaren opgewekt door het langzame verval van radioactieve materialen in de mantel en de korst van de planeet. De mate van radioactief verval is afhankelijk van de leeftijd van de planeet en de massa van de mantel van de planeet.

De voegden het radioactieve verval toe aan hun lijst van 53 planeten waarbij men aannam dat de exoplaneet even oud is als zijn ster en dat de mantel dezelfde verhouding tot het totale volume heeft als de mantel van de Aarde.

Daarna berekenden ze de hitte die wordt geproduceerd door getijdenkrachten. Dit is energie die vrijkomt als de zwaartekracht van een object aan een ander object trekt.

Een mogelijke uitweg voor deze hitte is voor middel van vulkanisme en cryovulkanen. Een andere route is door middel van plaattektoniek. Dit is een geologisch proces dat verantwoordelijk is voor de verplaatsing van de buitenste laag gesteente of ijs van een planeet of een maan.

Hoe de warmte ook wordt afgevoerd, het is belangrijk om te weten hoeveel een planeet eruit duwt want dit kan de bewoonbaarheid maken of breken.

Zo kan bijvoorbeeld teveel vulkanische activiteit een bewoonbare wereld veranderen in een gesmolten nachtmerrie. Maar te weinig activiteit kan er voor zorgen dat er geen gassen meer vrijkomen die de atmosfeer vormen. Er blijft dan een exoplaneet met een koud en bar oppervlak over. Alleen de juiste hoeveelheid ondersteunt een bewoonbare, natte planeet zoals de Aarde of een mogelijk bewoonbare maan zoals Europa.

Komende missies zullen ons een kans moeten geven om te zien of de oceaanmanen in ons zonnestelsel leven kunnen ondersteunen. Als we de chemische tekenen voor leven vinden kunnen we proberen om dezelfde tekenen te vinden op interstellaire afstanden.

Het onderzoek zal gepubliceerd worden in de Publications of the Astronomical Society of the Pacific.

 

Artikel: Lynnae C. Quick et al. 2020. Forecasting Rates of Volcanic Activity on Terrestrial Exoplanets and Implications for Cryovolcanic Activity on Extrasolar Ocean Worlds. PASP 132, 084402;

 

 

Eerste publicatie: 22 juni 2020
Bron: NASA/Sci-News