Astronomen vinden steeds meer exoplaneten rondom sterren in ons Melkwegstelsel, waaronder zogenaamde superaardes. Superaardes zijn twee tot tien keer zo zwaar als de aarde en dat is een stuk groter dan onze eigen planeet. Astronomen denken dat superaardes superieur zijn ten opzichte van de aarde als het gaat om het huisvesten van leven.

De eerste exoplaneet werd in 1995 ontdekt. Sindsdien zijn er honderden Jupiterachtige planeten buiten ons zonnestelsel gevonden. Daarnaast zijn er een handjevol exoplaneten geregistreerd die iets meer lijken op onze aarde. Dit is hoopvol voor astrobiologen, die de kans op het vinden van leven hoger achten op een rotsachtige planeet met vloeibaar water.

De rotsachtige planeten die tot nu toe zijn gevonden, zijn veel massiever dan onze eigen planeet. Dimitar Sasselov, professor astronomie aan de universiteit van Harvard, labelde deze planeten als ‘superaardes’. Sasselov is van mening dat deze superaardes beter in staat zijn om leven te creëren en een plekje te geven, dan onze eigen aarde. Want eerlijk is eerlijk, onze aarde is geen wonderplaneet.

Aarde geen pretje
99 procent van alle soorten die ooit op aarde leefden zijn ondertussen uitgestorven. De aarde is blijkbaar geen prettige leefplek. Onze planeet heeft al vele ijstijden meegemaakt en is regelmatig het doelwit van kometen en asteroïden (waarvan één leidde tot de uitsterving van de dinosauriërs). De hoeveelheid zuurstof in de atmosfeer is ook nooit stabiel en is vaak gedaald of gestegen. Onze planeet is altijd in beweging. Levende wezens passen zich aan of sterven.

De schuivende tektonische platen zijn een ander voorbeeld van de rusteloze aard van de aarde. Continenten botsen voortdurend tegen elkaar, bergen vormen, om later uit elkaar getrokken te worden. Toch denken wetenschappers dat de tektonische platen nodig zijn om een leefbare situatie te creëren en vast te houden. Zonder tektoniek zou koolstof gevangen blijven in de rotsen en zou er geen leven mogelijk zijn.

Hoe zit een superaarde eruit?
Tegenwoordig zijn wetenschappers bang dat er teveel koolstofdioxide in de atmosfeer zit, wat leidt tot een versneld broeikaseffect. Te weinig koolstofdioxide zou echter leiden tot een veel koudere planeet. Daarnaast verdwijnen fotosynthetische planten en algen, die afhankelijk zijn van CO2. En dat is niet prettig, want deze planten en algen creëren zuurstof, waar andere organismen – zoals de mens – afhankelijk van zijn.

Daarom is het belangrijk dat de tektonische platen blijven schuiven en de atmosfeer regelmatig wordt aangevuld met een flinke dosis koolstofdioxide. Het is geen wonder dat de aarde tektonische platen kent. Hoe massiever een planeet, hoe heter het binnenste is. Tektonische platen schuiven op een laag van gesmolten steen onder de korst, genaamd de mantel. Stromingen in de mantel duwen de platen rond. Kleinere planeten als Mars zijn gewoon niet warm genoeg om tektoniek aan te drijven.

Superaardes zijn nog groter en warmer, waardoor de relatief dunnere planetaire korst onder nog meer druk staat. Dit resulteert waarschijnlijk in nog snellere tektoniek, dus meer aardbevingen, vulkanisme en andere geologische verschijnselen. Sasselov beweert dat platen op superaardes zo snel bewegen, dat bergen en oceaantroggen weinig tijd hebben om te ontwikkelen, voordat het oppervlak weer wordt gerecyclet.

Venus, slechts een fractie minder massief dan de aarde, heeft een zeer vulkanisch verleden. Toch heeft de planeet geen tektonisch systeem. Waarschijnlijk hebben planeten met een lagere massa water nodig om het proces te smeren. Venus heeft al lange tijd geen water meer. Sasselov laat weten dat de aarde net genoeg water heeft om tektoniek te laten werken. Tektoniek op superaardes werkt waarschijnlijk zo efficiënt dat water niet eens nodig is.

Aan de andere kant is de kans groot dat een superaarde volledig blank staat. Sasselov meent dat het onmogelijk is om op zo’n oceaanwereld te zwemmen. Waarschijnlijk verkeert het water in exotische staat, beter bekend als iceVII. Het water is zo hard als ijs, waarvan het smeltpunt boven de 100 graden Celsius ligt.

Een ander groot verschil is dat superaarde zwaarder zijn en dus over meer zwaartekracht beschikken. Sasselov zegt dat de meest massieve superaardes een atmosfeer hebben van 3G: drie keer de zwaartekracht van de aarde. Mensen op aarde zouden zich op zo’n planeet drie keer zo zwaar voelen. In principe kunnen mensen 5G aan voordat ze flauwvallen, dus reizigers naar zo’n planeet zouden de druk in principe aankunnen. Waarschijnlijk ziet leven op zo’n planeet er wel anders uit dan op aarde, aangezien zwaartekracht een belangrijk onderdeel is in de evolutie.

Gliese 581 biedt hoop
Door de grotere zwaartekracht is het uitgesloten dat superaarde een dunne atmosfeer hebben, zoals die van Mars. Aan de andere kant is het risico wel dat een superaarde te warm is, doordat broeikasgassen niet kunnen ontsnappen. Een voorbeeld in de praktijk is Venus, waarvan het broeikaseffect op hol is geslagen. Op het oppervlak heerst een zomers temperatuurtje van 480 graden Celsius.

Het is dus belangrijk dat een superaarde een vriendelijke moederster heeft. De aarde heeft gelukkig een fijne moederster. De gele dwergster gaat zo’n tien miljard jaar mee en is niet al te veranderlijk. De aarde bevindt zich 150 miljoen kilometer van de zon, waardoor de oceanen niet bevriezen, wij het niet te koud krijgen en het water niet verdampt.

De superaardes die tot nu toe zijn ontdekt, bevinden zich nabij allerlei verschillende sterren. De eerste aardachtige exoplaneet vonden wetenschappers bij een pulsar, een roterende neutronenster die veel straling afgeeft. De andere superaardes draaien om sterren die kleiner en koeler zijn dan onze zon.

De meeste superaardes bevinden zich dicht bij hun moederster, nog dichter dan de planeet Mercurius bij de zon staat. Ondanks dat de sterren niet zo helder zijn als onze zon, gloeien de planeten als houtsnippers aan de rand van een kampvuur. Een zo’n hete superaarde is CoRot 7-b. De planeet is vijf keer massiever dan de aarde en ongeveer twee keer zo groot. Een andere hete superaarde in dit stelsel is CoRoT-7c, die acht keer zo massief is als de aarde. Een jaar op CoARoT-7C duurt slechts drie dagen en zeventien uur.

De superaarde Gliese 581g heeft de beste kaarten in handen. De ontdekking van deze superaarde is in september 2010 aangekondigd door Amerikaanse wetenschappers. “Ik denk de kans dat er leven voorkomt op Gliese 581g honderd procent is”, zegt astronoom Steven Vogt van de universiteit van Californie. Gliese 581g is niet te warm en niet te koud, oftwel: de perfecte plek voor leven.

De exoplaneet is het zesde lid van de familie van Gliese 581. Het oppervlak is warm genoeg om vloeibaar water vast te houden, maar niet te heet dat het water kookt. “Dit is de eerste ‘Goldilock’ planeet”, zegt astronoom Paul Butler van het Carnegie Instituut in Washington. Met Goldilock bedoelt Butler de beroemde Goldilocks zone, de leefbare zone rondom een ster. De aarde bevindt zich in de Goldilocks zone rondom de zon, Gliese 581g in de Goldilocks zone rondom Gliese 581.

De exoplaneet is drie keer zwaarder dan de aarde. Dit betekent dat Gliese 581g zwaar genoeg is om een atmosfeer vast te houden. Daarnaast krijgt leven genoeg tijd om te ontwikkelen. De moederster is een rode dwerg, oftewel een ster die veel langer leeft dan de zon. De ster is koeler en kleiner dan de zon en gaat zuiniger om met haar voorraad waterstof. De zon jaagt waterstof er sneller doorheen, waardoor onze moederster eerder ‘sterft’.

Gliese 581g heeft waarschijnlijk geen maan. Is dit erg? Nee hoor! Het idee dat een maan nodig is om leven in balans te houden is een fabeltje. De aarde heeft haar maan wel nodig om de rotatie van de planeet om haar as te balanceren. Toch zijn superaardes waarschijnlijk zwaar genoeg om stabiel om hun as te draaien. Een maan is dan onnodig.

Heelal is nog te jong
Missies als de Kepler ruimtetelescoop (zie foto rechts) – die vorig jaar werd gelanceerd – helpen astronomen om nog meer aardachtige exoplaneten te vinden. Sasselov verwacht dat wetenschappers de komende vijf jaar vijftig tot honderd superaardes ontdekken.

De vraag die resteert is: waarom heeft een bewoner op een superaarde nog nooit de aarde bezocht? “De aarde is een marginale planeet als het gaat om de condities om complex leven te huisvesten”, antwoordt Sasselov. “Aliens gaan waarschijnlijk eerder op zoek naar grotere superaardes.”

Een ander heikel punt is dat superaardes zwaarder zijn dan de aarde. “Het is veel moeilijker om een raket te lanceren door de zwaardere zwaartekracht”, verklaart Sasselov. “Aliens op superaardes moeten dus technologie ontwikkelen die superieur is aan onze techniek om de ruimte te verkennen.”

Daarnaast bestaan er misschien nog geen technologisch geavanceerde beschavingen. Sasselov: “Superaardes vormden zich pas recent in ons sterrenstelsel, dus de kans is aanwezig dat er slechts een paar technologisch geavanceerde beschavingen bestaan. De meeste beschavingen moeten nog komen.”