exoplaneet2

Lang werd gedacht dat planeten met een rotatieas die zeer schuin op het omloopvlak staat, niet zo geschikt zijn voor leven. Maar onderzoek toont aan dat zelfs een planeet met een extreme axiale variatie leefbaar kan zijn als deze compleet bedekt is met water.

De rotatieas van onze planeet staat ietsje schuin op het omloopvlak. Daarmee heeft de aarde een beperkte axiale variatie. Maar we weten dat het extremer kan. Neem bijvoorbeeld Uranus. De rotatieas van deze planeet valt samen met het omloopvlak van de planeet.

Leven
Lang hadden onderzoekers uitgesproken ideeën over de invloed die de axiale variatie op de leefbaarheid van een planeet heeft. Hoe extremer de axiale variatie, hoe minder aantrekkelijk een planeet voor leven is. Dat lijkt een logische conclusie. Een planeet die net als Uranus een rotatieas op het omloopvlak heeft, heeft een noordpool die zes maanden lang zonlicht ontvangt en vervolgens zes maanden in duisternis moet doorbrengen. “De verwachtingen waren dat zo’n planeet niet leefbaar zou zijn,” legt onderzoeker David Ferreira uit. “De planeet zou koken en bevriezen en dat is echt lastig voor leven.”

Niet afschrijven
Maar Ferreira en collega’s hebben nu ontdekt dat er zelfs voor planeten die net als Uranus een extreme axiale variatie kennen, hoop is. Ze kunnen alsnog leven herbergen, zolang ze maar volledig bedekt zijn met een oceaan die minimaal zo’n vijftig meter diep is. “We ontdekten dat de oceaan tijdens de zomer warmte opslaat en deze warmte in de winter teruggeeft, dus dan is het klimaat best mild, zelfs in het hart van de poolwinter. Dus in de zoektocht naar leefbare exoplaneten moeten we de planeten met een extreme axiale variatie niet direct afschrijven.”

Sneeuwbol
De onderzoekers baseren hun conclusies op een model. In dat model was een hoofdrol weggelegd voor een planeet ter omvang van de aarde die ongeveer net zo ver van zijn ster verwijderd was als de aarde van de zon verwijderd is. De onderzoekers bedekten de planeet met water en keken vervolgens wat er gebeurde wanneer de rotatieas werd aangepast. Ze simuleerden axiale variaties die vergelijkbaar zijn met de axiale variatie van de aarde en Uranus en een situatie die daar tussenin zit. Uit de modellen blijkt dat een extreme axiale variatie leven niet in de weg zit als een planeet bedekt is met een oceaan van minstens 50 meter diep. Die diepte is belangrijk. Is de oceaan minder diep, bijvoorbeeld tien meter diep, dan ziet de situatie er heel naders uit. Zodra ijs ontstaat op het deel van de planeet dat donker is, verspreidt dat ijs zich snel. En zelfs wanneer de donkere zijde weer wat licht ontvangt, smelt dat ijs niet weg: het weerkaatst zonlicht, waardoor het zich verder (richting het donkere deel van de planeet) kan verspreiden. Uiteindelijk ontstaat zo een sneeuwbol: een volledig met ijs bedekte planeet. “Dan is er natuurlijk geen leven mogelijk.”

Een diepere oceaan – minstens vijftig meter diep – schept weer een heel ander beeld. “We verwachtten wel dat een planeet met daarop een oceaan iets leefbaarder zou zijn. Maar het is echt verrassend dat zelfs de temperaturen op de polen leefbaar zijn.”