science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Aardachtige biosferen op andere planeten zijn mogelijk zeldzaam

Krediet:Pixabay/CC0 publiek domein

Een nieuwe analyse van bekende exoplaneten heeft onthuld dat aardachtige omstandigheden op mogelijk bewoonbare planeten veel zeldzamer kunnen zijn dan eerder werd gedacht. Het werk richt zich op de voorwaarden die nodig zijn voor de ontwikkeling van fotosynthese op basis van zuurstof op een planeet, die complexe biosferen mogelijk zouden maken van het type dat op aarde wordt aangetroffen. De studie is vandaag gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Het aantal bevestigde planeten in ons eigen Melkwegstelsel loopt nu in de duizenden. Planeten die zowel op de aarde lijken als in de bewoonbare zone - het gebied rond een ster waar de temperatuur precies goed is om vloeibaar water aan het oppervlak te laten bestaan ​​- komen echter veel minder vaak voor.

Momenteel, er zijn slechts een handvol van dergelijke rotsachtige en potentieel bewoonbare exoplaneten bekend. Het nieuwe onderzoek geeft echter aan dat geen van deze de theoretische voorwaarden heeft om een ​​aardachtige biosfeer in stand te houden door middel van 'oxygene' fotosynthese - het mechanisme dat planten op aarde gebruiken om licht en koolstofdioxide om te zetten in zuurstof en voedingsstoffen.

Slechts één van die planeten komt in de buurt van het ontvangen van de stellaire straling die nodig is om een ​​grote biosfeer in stand te houden:Kepler−442b, een rotsachtige planeet ongeveer twee keer de massa van de aarde, in een baan om een ​​matig hete ster rond 1, 200 lichtjaar verwijderd.

De studie keek in detail hoeveel energie een planeet ontvangt van zijn moederster, en of levende organismen in staat zouden zijn om efficiënt voedingsstoffen en moleculaire zuurstof te produceren, beide essentiële elementen voor het complexe leven zoals we dat kennen, via normale zuurstof fotosynthese.

Door de hoeveelheid fotosynthetisch actieve straling (PAR) te berekenen die een planeet van zijn ster ontvangt, het team ontdekte dat sterren rond de helft van de temperatuur van onze zon aardachtige biosferen niet kunnen ondersteunen omdat ze niet genoeg energie leveren in het juiste golflengtebereik. Zuurstoffotosynthese zou nog steeds mogelijk zijn, maar zulke planeten konden geen rijke biosfeer in stand houden.

Planeten rond nog koelere sterren bekend als rode dwergen, die smeulen bij ongeveer een derde van de temperatuur van onze zon, kon niet genoeg energie ontvangen om zelfs de fotosynthese te activeren. Sterren die heter zijn dan onze zon zijn veel helderder, en tot tien keer meer straling uitzenden in het noodzakelijke bereik voor effectieve fotosynthese dan rode dwergen, leven echter over het algemeen niet lang genoeg om een ​​complex leven te laten evolueren.

"Aangezien rode dwergen verreweg het meest voorkomende type ster in onze melkweg zijn, dit resultaat geeft aan dat aardachtige omstandigheden op andere planeten veel minder vaak voorkomen dan we zouden hopen, " zegt Prof. Giovanni Covone van de Universiteit van Napels, hoofdauteur van de studie.

Hij voegt eraan toe:"Deze studie legt sterke beperkingen op aan de parameterruimte voor complex leven, dus helaas lijkt het erop dat de "sweet spot" voor het hosten van een rijke, aardachtige biosfeer niet zo breed is."

Toekomstige missies zoals de James Webb Space Telescope (JWST), gepland voor lancering later dit jaar, zal de gevoeligheid hebben om naar verre werelden rond andere sterren te kijken en nieuw licht te werpen op wat er echt nodig is voor een planeet om het leven te huisvesten zoals wij dat kennen.