Baanbrekend astronomisch nieuws: kansen om water op buitenaardse werelden te vinden verhoogd met een verbluffende factor van x100.
Een recente ontdekking heeft het potentieel om onze kijk op het universum te veranderen en opent de deur naar de mogelijkheid van buitenaards leven.
Wetenschappers hebben nieuwe inzichten verworven die ons optimisme voeden in de zoektocht naar water, een cruciaal ingrediënt voor het ondersteunen van leven, buiten onze eigen planeet.
Een nieuwe studie vergroot de kans om aardachtige exoplaneten met vloeibaar water te vinden, wat essentieel is voor leven.
Ondanks bevriezende oppervlakteomstandigheden kan geologische warmte ondergronds water vloeibaar maken, vooral bij planeten die rond veelvoorkomende M-dwergsterren draaien.
Het onderzoek suggereert dat bijna 100 keer meer planeten mogelijk vloeibaar water herbergen dan voorheen werd gedacht, wat de kans op het ontdekken van buitenaards leven aanzienlijk vergroot.
Nieuw onderzoek dat gepresenteerd werd op de Goldschmidt-geochemieconferentie wijst op aanzienlijk meer kans om aardachtige exoplaneten met vloeibaar water, dat essentieel is voor leven, te vinden dan voorheen geschat.
Een nieuwe analyse toont aan dat er waarschijnlijk veel meer aardachtige exoplaneten met vloeibaar water zijn dan eerder werd gedacht, waardoor de kans op het vinden van leven aanzienlijk toeneemt.
Het onderzoek toont aan dat zelfs wanneer de omstandigheden niet ideaal zijn voor vloeibaar water aan het oppervlak van een planeet, veel sterren geologische omstandigheden zullen herbergen die geschikt zijn voor vloeibaar water onder het oppervlak van de planeet.
Bij de presentatie van het onderzoek op de Goldschmidt-geochemieconferentie in Lyon zei hoofdonderzoeker Dr. Lujendra Ojha (Rutgers University, New Jersey, VS): “We weten dat de aanwezigheid van vloeibaar water essentieel is voor leven.
Ons onderzoek toont aan dat dit water te vinden is op plaatsen waar we niet veel rekening mee hielden. Dit vergroot aanzienlijk de kans op het vinden van omgevingen waar leven in theorie zou kunnen ontstaan.”
De onderzoekers ontdekten dat zelfs als het oppervlak van een planeet bevroren is, er twee belangrijke manieren zijn waarop voldoende warmte kan worden gegenereerd om water ondergronds vloeibaar te maken.
Lujendra Ojha zei: “Als aardbewoners hebben we op dit moment geluk, omdat we precies de juiste hoeveelheid broeikasgassen in onze atmosfeer hebben om vloeibaar water stabiel te maken op het oppervlak.
Als de aarde echter haar broeikasgassen zou verliezen, zou de gemiddelde wereldwijde oppervlaktetemperatuur ongeveer -18 graden Celsius zijn, en de meeste oppervlaktevloeistof zou volledig bevriezen. Een paar miljard jaar geleden gebeurde dit eigenlijk op onze planeet, en het oppervlaktewater bevroor volledig.
Dit betekent echter niet dat water overal volledig vast was. Bijvoorbeeld, warmte van radioactiviteit diep in de aarde kan water voldoende verwarmen om het vloeibaar te houden.
Zelfs vandaag zien we dit gebeuren op plaatsen zoals Antarctica en het Canadese Arctische gebied, waar ondanks de ijzige temperatuur grote ondergrondse meren van vloeibaar water zijn, in stand gehouden door de warmte die wordt gegenereerd door radioactiviteit.
Er is zelfs enig bewijs dat suggereert dat dit mogelijk momenteel ook gebeurt op de zuidpool van Mars.”
Dr. Ojha vervolgde: “Sommige manen die je in het zonnestelsel vindt (bijvoorbeeld Europa of Enceladus) hebben aanzienlijke ondergrondse vloeibare waterreservoirs, zelfs als hun oppervlak volledig bevroren is.
Dit komt doordat hun inwendige voortdurend wordt verstoord door de zwaartekrachtseffecten van de grote planeten waar ze omheen draaien, zoals Saturnus en Jupiter. Dit is vergelijkbaar met het effect van onze maan op de getijden, maar veel sterker.
Dit maakt de manen van Jupiter en Saturnus uitstekende kandidaten voor het vinden van leven in ons zonnestelsel, en er zijn veel toekomstige missies gepland om deze hemellichamen te verkennen.
De analyse keek naar planeten die gevonden zijn rondom de meest voorkomende soort sterren – zonnen die M-dwergen worden genoemd.
Dit zijn kleine sterren die veel kouder zijn dan onze zon. 70% van de sterren in ons sterrenstelsel zijn M-dwergen en de meeste rotsachtige en aardachtige exoplaneten die tot nu toe zijn gevonden, draaien om M-dwergen.
“We hebben de haalbaarheid gemodelleerd van het genereren en in stand houden van vloeibaar water op exoplaneten die om M-dwergen draaien, door alleen rekening te houden met de warmte die door de planeet wordt gegenereerd.
We ontdekten dat wanneer we de mogelijkheid van vloeibaar water gegenereerd door radioactiviteit overwegen, het waarschijnlijk is dat een hoog percentage van deze exoplaneten voldoende warmte kan hebben om vloeibaar water te behouden – veel meer dan we dachten.
Voordat we dit ondergrondse water gingen overwegen, werd geschat dat ongeveer 1 rotsachtige planeet per 100 sterren vloeibaar water zou hebben. Het nieuwe model laat zien dat als de omstandigheden juist zijn, dit aantal in de buurt kan komen van 1 planeet per ster.
Dus we hebben honderd keer meer kans om vloeibaar water te vinden dan we dachten. Er zijn ongeveer 100 miljard sterren in het Melkwegstelsel. Dat zijn echt goede kansen voor het ontstaan van leven elders in het universum.”
De vroegste missie naar een maan van het “ijsplaneet”-type zal de Europa Clipper van NASA zijn, die gepland staat om te worden gelanceerd in 2024 en Jupiter’s maan Europa zal bereiken in 2030.
Prof. Abel Méndez, directeur van het Planetary Habitability Laboratory aan de Universiteit van Puerto Rico in Arecibo, reageerde: “De mogelijkheid van oceanen verborgen onder ijslagen vergroot het potentieel van ons sterrenstelsel voor meer bewoonbare werelden. De grootste uitdaging is om manieren te bedenken om deze habitats te detecteren met toekomstige telescopen.”
Professor Méndez was niet betrokken bij dit onderzoek; dit is een onafhankelijke opmerking.
Het werk waarop de presentatie is gebaseerd, is onlangs gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Nature Communications.
Referenties:
“Vloeibaar water op koude exo-Aardes via het basaal smelten van ijskappen” door Lujendra Ojha, Bryce Troncone, Jacob Buffo, Baptiste Journaux en George McDonald, 6 december 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-35187-4
“Bewoonbaarheid en subglaciaal vloeibaar water op planeten rondom M-dwergsterren” door Amri Wandel, 14 april 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-37487-9
Zie ook het gekoppelde commentaar op https://www.nature.com/articles/s41467-023-37487-9
De Goldschmidt-conferentie is de belangrijkste geochemische conferentie ter wereld. Het is een gezamenlijk congres van de European Association of Geochemistry en de Geochemical Society (VS). Het vindt plaats in Lyon, Frankrijk, van 9-14 juli. Er worden bijna 5000 deelnemers verwacht.
