Onze Melkweg lijkt rijk te zijn aan waterwerelden die lijken op Saturnus’ maan Enceladus.

Dat blijkt uit een nieuwe studie, gepubliceerd in het vakblad Publications of the Astronomical Society of the Pacific. In de studie besloot het team te onderzoeken of er mogelijk planeten bestaan die vergelijkbaar zijn met de veelbelovende manen Europa en Enceladus uit ons zonnestelsel. En wat blijkt? Meer dan een kwart van de bestudeerde exoplaneten zouden mogelijk net als de genoemde manen heuse waterwerelden kunnen zijn.

Manen
In onze zoektocht naar buitenaards leven, houden veel wetenschappers hoopvol hun ogen gericht op Saturnus’ maan Enceladus en Jupiters’ maan Europa. “Op deze manen komen waterpluimen voor, wat betekent dat ze enerzijds ondergrondse oceanen herbergen en anderzijds over een energiebron beschikken die de pluimen aandrijven; twee vereisten voor leven zoals wij dat kennen,” zegt onderzoeker Lynnae Quick. “Als we dus vermoeden dat deze plekken bewoonbaar zijn, kunnen misschien ook wel grotere versies ervan in andere planetaire systemen bewoonbaar zijn.”


Exoplaneten
Of er leven op exoplaneten voorkomt is echter niet zo gemakkelijk te ontrafelen. In de afgelopen jaren zijn er meer dan 4000 exoplaneten ontdekt. Maar hoe deze er precies uitzien is in nevelen gehuld. Dat komt omdat ze helaas te ver weg zijn en het licht van hun sterren te sterk is om deze exoplaneten in detail te kunnen observeren. Maar door de beschikbare informatie in ogenschouw te nemen – zoals de afmetingen van de ontdekte planeten, hun massa en afstand tot hun moederster – kunnen wetenschappers wiskundige modellen en kennis over het zonnestelsel gebruiken om te proberen de heersende omstandigheden op exoplaneten aan het licht te brengen. En op die manier kunnen onderzoekers achterhalen of deze planeten geschikt zijn voor leven.

Waterwerelden
Omdat Europa en Enceladus veelbelovende kandidaten voor leven zijn, besloot het team te onderzoeken of er mogelijk planeten bestaan die erg op deze manen lijken. Om naar mogelijke waterwerelden te zoeken, selecteerde het team 53 exoplaneten met afmetingen die het dichtst bij die van de aarde in de buurt komen. Wetenschappers vermoeden namelijk dat planeten van deze omvang eerder rotsachtig dan gasvormig zijn en dus mogelijk vloeibaar water kunnen herbergen. Vervolgens bepaalden de onderzoeker hoeveel warmte deze planeten vrijgeven.

Warmtebronnen
Het team overwoog twee mogelijke warmtebronnen. De eerste omvat radiogene warmte. Dit is warmte die over een periode van miljarden jaren wordt gegenereerd door het langzame verval van radioactieve materialen in de mantel en korst van een planeet. De tweede omvat de warmte aangedreven door getijdenkrachten. Bij planeten met elliptische banen rond hun moederster verschuift de afstand tussen de objecten. Dit leidt tot veranderingen in de zwaartekracht tussen de planeet en zijn ster, wat ervoor zorgt dat de planeet uitrekt en daardoor warmte genereert. Uiteindelijk gaat de warmte via het oppervlak verloren in de ruimte. Dit kan via vulkanen of cryovulkanen gebeuren, maar ook via tektoniek; een geologisch proces dat verantwoordelijk is voor de beweging van de buitenste rotsachtige, of ijzige laag van een planeet of maan. Hoe de warmte ook wordt afgevoerd, het is belangrijk om te weten hoeveel warmte een planeet verliest. Want dit maakt een planeet al dan niet bewoonbaar.


Waarom warmte zo belangrijk is? Te veel vulkanisme kan een mogelijk leefbare wereld veranderen in een gesmolten hoopje planeet. Maar te weinig vulkanische activiteit kan het vrijkomen van gassen die een atmosfeer vormen afremmen, waardoor er een koud en kaal oppervlak achterblijft. Er is dus een delicate balans nodig voor een leefbare en natte planeet zoals de aarde, of een mogelijk leefbare wereld zoals Jupiters’ maan Europa.

De onderzoekers kwamen tot de ontdekking dat de beste kandidaat voor leven in ons zonnestelsel mogelijk behoorlijk wat broertjes en zusjes heeft. Want meer dan een kwart van de bestudeerde exoplaneten uit de studie zouden net zoals Europa en Enceladus heuse waterwerelden kunnen zijn. Het betekent dat er onder het oppervlakte-ijs mogelijk oceanen schuilgaan. Bovendien zouden veel van deze planeten meer energie genereren dan Europa en Enceladus. En dat maakt deze planeten uitzonderlijk goede kandidaten voor leven.

Deze geanimeerde grafiek toont het niveau van de voorspelde geologische activiteit op exoplaneten in vergelijking met de bekende geologische activiteit op hemellichamen in ons zonnestelsel. Afbeelding: Lynnae Quick & James Tralie/NASA’s Goddard Space Flight Center

Missies
Om de bevindingen hard te maken, zullen onderzoekers echter eerst met onomstotelijk bewijs moeten komen dat de veelbelovende manen Europa en Enceladus daadwerkelijk leven herbergen. “Komende missies zullen ons de kans geven om te achterhalen of de oceaanmanen in ons zonnestelsel leven ondersteunen,” zegt Quick. In het komende decennium zal NASA bijvoorbeeld de missie Europa Clipper lanceren. De sonde gaat niet alleen onderzoek doen naar het oppervlak van Europa en diens dunne atmosfeer, maar ook naar de ondergrondse oceaan en de geisers. Gehoopt wordt dat het meer inzicht geeft in de processen die op deze maan spelen en onthult hoe leefbaar Europa nu werkelijk is. En dat levert belangrijke informatie op. “Als we de chemische handtekeningen van leven vinden, kunnen we vervolgens naar vergelijkbare tekenen op interstellaire afstanden zoeken,” aldus Quick.

Hoe meer wetenschappers dus over Europa en andere mogelijk bewoonbare manen in ons zonnestelsel leren, hoe beter ze vergelijkbare werelden rond andere sterren zullen kunnen begrijpen. En zoals uit de huidige studie blijkt, zijn deze veelbelovende waterwerelden er in onze Melkweg vermoedelijk in overvloed.