Om leven te kunnen herbergen, moet een planeet zich niet alleen op de juiste afstand tot zijn ster bevinden, maar ook de juist interne ontstaanstemperatuur hebben.
Dat stelt een onderzoeker van Yale University in het blad Science Advances. Zijn studie heeft grote gevolgen voor de zoektocht naar buitenaards leven.
Leefbare zone
Wanneer onderzoekers moeten beoordelen of een planeet wellicht leven herbergt, kijken ze met name naar één – in hun ogen – cruciale factor: de afstand tussen de planeet en zijn ster. Als die afstand te groot is, zal eventueel water op het oppervlak van de planeet bevriezen. Is de afstand te klein, dan zal eventueel water op het oppervlak van de planeet verdampen. De theorie is gebaseerd op wat we in ons eigen zonnestelsel zien gebeuren. Mars is te ver van de zon verwijderd. Venus staat te dichtbij. En de aarde staat precies op de juiste plek (oftewel: in de leefbare zone).
Interne temperatuur
Dat ook de interne temperatuur van een planeet een rol speelt, ontkennen onderzoekers niet. Maar ze nemen eigenlijk aan dat planeten er door de tijd heen zelfstandig voor zorgen dat hun interne temperatuur ‘klopt’. En wel dankzij een proces dat convectie wordt genoemd. Dat proces speelt in de mantel van onze planeet en ligt ten grondslag aan plaattektoniek en dus het ontstaan van continenten ten oceanen. Door opwarming en afkoeling komen gesteenten in de mantel in beweging en met hun bewegingen reguleren ze de temperatuur van de planeet. Een planeet kan bij zijn ontstaan een interne temperatuur hebben die te laag of te hoog is om leven te herbergen, zo redeneren wetenschappers, maar door convectie zou een planeet uiteindelijk toch de juiste interne temperatuur verkrijgen.
De juiste temperatuur
Dit nieuwe onderzoek trekt die redenering in twijfel. De schrijver stelt dat mantelconvectie alleen op gang kan komen als een planeet bij aanvang al een bepaalde temperatuur heeft. En de kans dat een aardachtige exoplaneet bij aanvang grofweg dezelfde temperatuur heeft als de aarde en dus mantelconvectie op gang kan brengen, is klein. Want aangenomen wordt dat planeten zoals de aarde ontstaan door meerdere grote inslagen. Een chaotisch proces dat allerlei uitkomsten kan hebben en dus in allerlei interne temperaturen kan resulteren. Als je ervan uitgaat dat elke planeet – ongeacht de starttemperatuur – mantelconvectie op gang kan brengen, is dat geen probleem. De mantelconvectie zorgt er dan immers wel voor dat al die planeten – ongeacht hun ontstaansgeschiedenis – eindigen met ongeveer dezelfde interne temperatuur. Maar onderzoeker Jun Korenaga stelt nu dus dat alleen bij een bepaalde starttemperatuur mantelconvectie kan ontstaan. Het is volgens hem dan ook onwaarschijnlijk dat aardachtige exoplaneten in staat zijn om mantelconvectie op gang te brengen en dus hun temperatuur te reguleren. Het betekent dat de interne temperatuur van die planeten bij aanvang al goed moet zijn, willen ze in staat zijn om leven te herbergen.
Implicaties
“Het gebrek aan een zelfregulerend mechanisme heeft enorme implicaties voor de leefbaarheid van planeten,” stelt onderzoeker Jun Korenaga. “Wat wij hier op aarde heel gewoon vinden, zoals oceanen en continenten, zou niet hebben bestaan als de interne temperatuur van de aarde anders was geweest en dat betekent dat het begin van de geschiedenis van de aarde niet te warm of te koud kan zijn geweest.”
En daarmee is de zoektocht naar buitenaards leven weer wat ingewikkelder geworden. We moeten tijdens die zoektocht niet alleen rekening houden met de afstand tussen een planeet en zijn ster, maar ook de interne temperatuur die de planeet kort na zijn ontstaan had.
