Een exploderende ster in de kraamkamer van onze zon zou een flinke bijdrage hebben geleverd aan de leefbaarheid van de aarde.

Water is één van de belangrijkste ingrediënten voor leven. Maar een planeet moet er ook weer niet té veel van bezitten. Want dan kan deze zomaar onleefbaar worden (zie kader).

Wanneer een rotsachtig hemellichaam aanzienlijk meer water herbergt dan onze planeet, kan het zomaar zijn dat je een planeet verkrijgt die bedekt is met een wereldwijde, diepe oceaan. Dat betekent dat er geen landoppervlak is. Maar wat nog veel kwalijker is, is dat de bodem van de oceaan dan bedekt is met een dikke, ondoordringbare ijslaag, waardoor bepaalde geochemische processen – zoals de koolstofcyclus die de aarde aan een stabiel klimaat helpt – onmogelijk op gang kunnen komen.

Onze aarde herbergt gelukkig precies genoeg water om leefbaar te zijn. “Dus het lijkt erop dat we extreem veel geluk hebben gehad,” aldus onderzoeker Tim Lichtenberg. “Of spelen andere systematische effecten een rol?”

Supernova
Onderzoek van Lichtenberg en collega’s suggereert van wel. In hun paper – verschenen in het blad Nature Astronomy Letters – stellen ze dat de bouwblokken waaruit de aarde werd opgebouwd reeds een groot deel van hun waterinhoud waren kwijtgeraakt door toedoen van een supernova.

Computermodellen
De onderzoekers baseren zich op computermodellen waarmee de vorming van planeten gesimuleerd kan worden. Het begint allemaal met stof en gas dat samenklontert en zogenoemde planetesimalen vormt: uit ijs en gesteente opgebouwde objecten van hooguit enkele tientallen kilometers groot die door samenklontering planeten vormen. “Aangenomen wordt dat de aarde het grootste deel van haar water verkreeg middels zulke waterrijke planetesimalen,” aldus Lichtenburg. Als dat zo is, is de kans echter vrij groot dat een planeet al snel te veel water verzamelt. En dus zochten Lichtenberg en collega’s naar een manier waarop een planeet-in-wording aan dat lot kan ontsnappen. Door de planetesimalen van binnenuit te verwarmen, bleek een groot deel van het water dat ze herbergden, te verdampen en in de ruimte te verdwijnen alvorens het onderdeel uit ging maken van een planeet. En een supernova is een perfecte manier om planetesimalen van binnenuit ‘uit te laten drogen’.

Planetaire systemen die in dicht opeengepakte sterrenhopen met veel zware en dus explosieve sterren ontstaan, worden vaker beïnvloed door supernova’s, waardoor ze relatief droog zijn (links). Planetaire systemen die het levenslicht zien in tamelijk rustige stervormingsgebieden pakken meer water mee en herbergen dus meer waterwerelden (rechts). Afbeelding: Thibaut Roger.

Hoe ging dat dan in zijn werk?
Zo rond het moment waarop onze zon het levenslicht zag, zou in de nabije omgeving een zware ster zijn geëxplodeerd. Door die explosie werden radioactieve elementen – waaronder Aluminium-26 – in het jonge zonnestelsel geslingerd. Het in verval geraakte Aluminium-26 zorgde er vervolgens voor dat planetesimalen van binnenuit werden verwarmd en uitdroogden. Simulaties wijzen uit dat een dergelijk scenario leidt tot stelsels zoals ons zonnestelsel waarin planeten relatief weinig water herbergen. In afwezigheid van een supernova bleken juist stelsels te ontstaan die voornamelijk bestaan uit waterwerelden, oftewel planeten bedekt met een wereldwijde oceaan.

Dat de zon een belangrijke rol speelt in de leefbaarheid van onze aarde, moge duidelijk zijn. Maar een veel zwaarder broertje of zusje, ontstaan in dezelfde sterrenhoop als onze zon, heeft mogelijk dus ook een flinke duit in het zakje gedaan. Vervolgonderzoek zal moeten uitwijzen of deze theorie stand kan houden. Zo moet bijvoorbeeld nog worden uitgezocht welke impact de aanwezigheid van Aluminium-26 had op de evolutie van de gasreuzen in ons zonnestelsel en of dat overeenkomt met hoe de gasreuzen er vandaag de dag uitzien.