science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Astronomen vinden formule voor ondergrondse oceanen in exomanen

Krediet:Nick Oberg

Tot dusver, de zoektocht naar buitenaards leven heeft zich geconcentreerd op planeten op een afstand van hun ster waar vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk is. Maar binnen ons zonnestelsel, het grootste deel van het vloeibare water lijkt zich buiten deze zone te bevinden. Manen rond koude gasreuzen worden door getijdekrachten tot voorbij het smeltpunt verwarmd. Het zoekgebied in andere planetenstelsels wordt dus groter als we ook naar manen kijken. Onderzoekers van SRON en RUG hebben nu een formule gevonden om de aanwezigheid en diepte van ondergrondse oceanen in deze 'exomoons' te berekenen.

In de zoektocht naar buitenaards leven, we hebben tot nu toe vooral gekeken naar aardachtige planeten op een afstand van hun moederster waar de temperatuur tussen het vriespunt en het kookpunt van water ligt. Maar als we ons eigen zonnestelsel als voorbeeld nemen, manen zien er veelbelovender uit dan planeten. Enceladus, Europa en ongeveer zes andere manen van Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus kunnen een ondergrondse oceaan herbergen. Ze wonen allemaal ver buiten de traditionele bewoonbare zone - het is letterlijk ijskoud aan de oppervlakte - maar de getijdeninteractie met hun gastplaneet warmt hun binnenste op.

Met manen die de vergelijking binnenkomen, exoplaneetjagers, zoals de toekomstige PLATO-telescoop, waar SRON ook aan werkt, winnen jachtgebied met betrekking tot de zoektocht naar leven. Als astronomen een zogenaamde exomaan vinden, de belangrijkste vraag is of vloeibaar water mogelijk is. Onderzoekers van SRON Nederlands Instituut voor Ruimteonderzoek en de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) hebben nu een formule afgeleid die aangeeft of er een ondergrondse oceaan aanwezig is en hoe diep deze is.

"Volgens de meest gangbare definitie, ons zonnestelsel heeft twee planeten met een bewoonbaar oppervlak:de aarde en Mars, " zegt hoofdauteur Jesper Tjoa. "Volgens een vergelijkbare definitie zijn er ongeveer acht manen met potentieel bewoonbare omstandigheden onderstaand hun oppervlak. Als je dat uitbreidt naar andere planetenstelsels, er kunnen vier keer zoveel bewoonbare exomanen zijn als exoplaneten." Met dit in gedachten, Tjoa en zijn begeleiders Floris van der Tak (SRON/RUG) en Migo Mueller (SRON/RUG/sterrenwacht Leiden) hebben een formule afgeleid die een ondergrens geeft voor de oceaandiepte. Onder de betrokken factoren zijn de diameter van de maan, de afstand tot de planeet, de dikte van de grindlaag op het oppervlak en de thermische geleidbaarheid van de ijs- of grondlaag eronder. De eerste twee zijn meetbaar, de andere twee moeten worden geschat op basis van ons zonnestelsel.

Hoewel ondergronds leven moeilijker te vinden is dan leven aan de oppervlakte, het zal mogelijk zijn om in de nabije toekomst een hint te krijgen. Tjoa:"Observatieastronomen bestuderen sterlicht dat door de atmosferen van exoplaneten schijnt. Ze kunnen bijvoorbeeld zuurstof identificeren. Als ze toekomstige telescopen op exomanen richten, ze kunnen geisers zien zoals op Enceladus, afkomstig uit een ondergrondse oceaan. Zo zou je in principe tekenen van leven kunnen herkennen."