Astronomen publiceren nieuwe kaart van galactische bewoonbare zone

Astrobiologen hebben lang gediscussieerd over het idee dat planeten alleen in staat kunnen zijn om leven te ondersteunen als er vloeibaar water aan de oppervlakte bestaat. Uiteraard is dit alleen mogelijk als de temperatuur op de planeet vergelijkbaar is met die van de aarde en dit impliceert op zijn beurt een bepaalde afstand tot de moederster.

De zoektocht naar planeten in deze zogenaamde bewoonbare zone is de afgelopen jaren geïntensiveerd met de lancering van ruimtetelescopen zoals Kepler, die in een dramatisch tempo nieuwe exoplaneten vindt.

Maar het idee dat er zones in de melkweg zijn die bijzonder bevorderlijk zijn voor het leven, is een veel nieuwer idee. De gedachte hier is dat planeten die leven kunnen ondersteunen, veel waarschijnlijker zijn rond sterren in bepaalde delen van de melkweg.

Volgens de conventie is de galactische bewoonbare zone een torus met een diameter van ongeveer 30 lichtjaar rond het centrum van de melkweg. Het is dus onwaarschijnlijk dat bewoonbare planeten zich dicht bij het galactische centrum of heel ver daarvandaan zullen vormen.

Vandaag echter onthullen Michael Gowanlock van de Universiteit van Hawaï in Honolulu en een paar vrienden een nieuwe kaart van de galactische bewoonbare zone die deze conventie uitdaagt en suggereert dat de galactische bewoonbare zone veel complexer is dan een eenvoudige torus.

De nieuwe kaart gebruikt de nieuwste bevindingen over exoplaneten om de galactische bewoonbaarheid te bepalen. In het bijzonder hebben astronomen onlangs ontdekt dat exoplaneten zich veel meer vormen rond sterren die elementen bevatten die zwaarder zijn dan helium of waterstof, een eigenschap die metalliciteit wordt genoemd.

De eerste sterren in het vroege heelal werden volledig gevormd uit waterstof en helium, maar genereerden zwaardere elementen toen ze geen brandstof meer hadden en explodeerden. De volgende generatie sterren is gevormd uit het puin van deze supernova's en heeft dus hogere niveaus van zwaardere elementen.

Het zijn deze sterren, de latere, die een grotere kans hebben op planeten en daarom meer kans hebben op een planeet in de bewoonbare zone. Het is duidelijk dat deze sterren zich het meest waarschijnlijk vormen in gebieden waar veel supernova's zijn en in ons melkwegstelsel dat zich dichtbij het centrum bevindt (op een afstand van ongeveer 9 lichtjaar).

Maar dat levert een potentieel probleem op. Een supernova zou een planeet in een baan om een ​​nabije ster verwoesten, zijn atmosfeer naar het koninkrijk blazen en de omstandigheden vernietigen waarin leven zou kunnen evolueren.

Dus te veel supernova's verminderen de kans dat het leven zich ontwikkelt.

De vraag die Gowanlock en co stellen is hoe deze processen in evenwicht zijn: de snelheid van planeetvorming, het aantal supernova's en de tijd die nodig is om complex leven te laten evolueren (zoals bepaald door ons enige datapunt op aarde).

Het antwoord dat ze zeggen is dat bewoonbare planeten zo gewoon zijn in de richting van het centrum van de melkweg dat, zelfs als velen worden weggevaagd door supernova's, er nog steeds genoeg zouden moeten zijn die lang genoeg overleven om complex leven te laten evolueren.

Hun model suggereert dat 2,7 procent van de sterren in de binnenste melkweg bewoonbare planeten zouden moeten hebben. En er zouden ook bewoonbare planeten verder weg moeten zijn. Gowanlock en co zeggen dat ongeveer 0,25 procent van de sterren in de buitenste melkweg bewoonbare planeten zouden moeten hebben.

Dat is een significant andere voorspelling dan het standaard torusmodel en betekent dat een aanzienlijk deel van de sterren in de melkweg potentieel interessant is. We voorspellen dat ∼1,2% van alle sterren een planeet herbergt die mogelijk in staat is geweest om op een bepaald moment in de geschiedenis van de Melkweg complex leven te ondersteunen, zeggen Gowanlock en co.

Er is echter een belangrijk voorbehoud. Hun model voorspelt ook dat 75 procent van deze bewoonbare planeten getijde opgesloten zullen zijn rond hun moederster.

Dat kan een probleem zijn. Astrobiologen debatteren fel over de aard van planeten die hetzelfde gezicht naar hun ster projecteren. Het debat is ingegeven door de ontdekking van een superaarde rond Gliese 581, die dicht genoeg bij de ster staat om in de bewoonbare zone te zijn, maar waarschijnlijk ook getijde-locked is.

De ene kant van deze planeet zou branden onder een brandende zon terwijl de andere zou bevriezen. Of de omstandigheden waar dan ook op zo'n planeet het leven zouden kunnen bevorderen, is niet bekend.

Als de voorspellingen van Gowanlock en co iets opleveren, zullen we in de zeer nabije toekomst nog veel meer buitenaardse aardes vinden en dat de meeste hiervan getijdelijk vergrendeld zullen zijn. Dus de vraag of dergelijke planeten leven kunnen ondersteunen, zal waarschijnlijk veel meer aandacht krijgen.

Referentie: arxiv.org/abs/1107.1286 : Een model van bewoonbaarheid binnen de Melkweg

.

zich verstoppen