science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Tatooine-planeten ter grootte van de aarde kunnen bewoonbaar zijn

Het concept van deze kunstenaar toont een hypothetische planeet bedekt met water rond het dubbelstersysteem Kepler-35A en B. Credit:NASA/JPL-Caltech

Met twee zonnen aan de hemel, Luke Skywalker's thuisplaneet Tatooine in "Star Wars" ziet eruit als een uitgedroogde, zanderige woestijnwereld. In het echte leven, dankzij observatoria zoals de Kepler-ruimtetelescoop van NASA, we weten dat tweesterrenstelsels inderdaad planeten kunnen ondersteunen, hoewel de tot nu toe ontdekte planeten rond dubbelstersystemen groot en gasvormig zijn. Wetenschappers vroegen zich af:als een planeet ter grootte van de aarde om twee zonnen zou draaien, zou het het leven kunnen ondersteunen?

Het blijkt, zo'n planeet zou heel gastvrij kunnen zijn als hij zich op de juiste afstand van zijn twee sterren bevindt, en zou niet per se woestijnen hebben. In een bepaald bereik van afstanden van twee zonachtige gaststerren, een planeet bedekt met water zou bewoonbaar blijven en haar water lang vasthouden, volgens een nieuwe studie in het tijdschrift Natuurcommunicatie .

"Dit betekent dat dubbelstersystemen van het type dat hier wordt bestudeerd uitstekende kandidaten zijn om bewoonbare planeten te huisvesten, ondanks de grote variaties in de hoeveelheid sterlicht die hypothetische planeten in een dergelijk systeem zouden ontvangen, " zei Max Pop, associate research scientist aan de Princeton University in New Jersey, en het Max Planck Instituut voor Meteorologie in Hamburg, Duitsland.

Pop en Siegfried Eggl, een postdoctoraal onderzoeker van Caltech bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA, Pasadena, Californië, creëerde een model voor een planeet in het Kepler 35-systeem. In werkelijkheid, het stellaire paar Kepler 35A en B herbergt een planeet genaamd Kepler 35b, een gigantische planeet ongeveer acht keer zo groot als de aarde, met een baan van 131,5 aardse dagen. Voor hun studie onderzoekers verwaarloosden de zwaartekrachtsinvloed van deze planeet en voegden een hypothetisch met water bedekt, Planeet ter grootte van de aarde rond de Kepler 35 AB-sterren. Ze onderzochten hoe het klimaat van deze planeet zich zou gedragen als het in een baan om de gaststerren draait met perioden tussen 341 en 380 dagen.

"Ons onderzoek is gemotiveerd door het feit dat het zoeken naar potentieel bewoonbare planeten veel inspanning vereist, dus het is goed om van tevoren te weten waar je moet zoeken, "Zei Eggl. "We laten zien dat het de moeite waard is om ons op dubbelstersystemen te richten."

Bij exoplaneetonderzoek wetenschappers spreken van een regio die de "bewoonbare zone" wordt genoemd, " het bereik van afstanden rond een ster waar een terrestrische planeet het meest waarschijnlijk vloeibaar water op het oppervlak heeft. In dit geval, omdat twee sterren om elkaar heen draaien, de bewoonbare zone hangt af van de afstand van het zwaartepunt waar beide sterren omheen draaien. Om het nog ingewikkelder te maken, een planeet rond twee sterren zou niet in een cirkel kunnen reizen; in plaats daarvan, zijn baan zou wiebelen door de zwaartekrachtinteractie met de twee sterren.

Popp en Eggl ontdekten dat aan de uiterste rand van de bewoonbare zone in het Kepler 35 dubbelstersysteem, de hypothetische met water bedekte planeet zou veel variatie in oppervlaktetemperaturen hebben. Omdat zo'n koude planeet maar een kleine hoeveelheid waterdamp in zijn atmosfeer zou hebben, de wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperaturen zouden in de loop van een jaar met maar liefst 3,6 graden Fahrenheit (2 graden Celsius) op en neer schommelen.

"Dit is analoog aan hoe, op aarde, in droge klimaten zoals woestijnen, we ervaren enorme temperatuurschommelingen van dag tot nacht, " zei Eggl. "De hoeveelheid water in de lucht maakt een groot verschil."

Maar, dichter bij de sterren, nabij de binnenrand van de bewoonbare zone, de wereldwijde gemiddelde oppervlaktetemperaturen op dezelfde planeet blijven vrijwel constant. Dat komt omdat meer waterdamp in de atmosfeer van de hypothetische planeet zou kunnen blijven bestaan ​​en als buffer zou kunnen fungeren om de oppervlakteomstandigheden comfortabel te houden.

Net als bij systemen met één ster, een planeet buiten de buitenrand van de bewoonbare zone van zijn twee zonnen zou uiteindelijk in een zogenaamde "sneeuwbal"-staat terechtkomen, volledig bedekt met ijs. Dichterbij dan de binnenrand van de bewoonbare zone, een atmosfeer zou de planeet te veel isoleren, een op hol geslagen broeikaseffect creëren en de planeet veranderen in een Venus-achtige wereld die onherbergzaam is voor het leven zoals wij die kennen.

Een ander kenmerk van het klimaatmodel van de studie is dat, vergeleken met de aarde, een met water bedekte planeet rond twee sterren zou minder bewolking hebben. Dat zou een helderdere lucht betekenen voor het bekijken van dubbele zonsondergangen op deze exotische werelden.