science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De sferen van waterwerelden

Artistieke illustratie van een hypothetische oceaanplaneet met twee natuurlijke satellieten. Astronomen hebben de verdampingssnelheden van water van oceaanplaneten berekend onder een verscheidenheid aan sterrenwindscenario's, en concluderen dat oceaanexoplaneten rond M-sterren waarschijnlijk in relatief korte tijd hun water zullen verliezen. Krediet:Lucianomendez, 2011

Er zijn momenteel ongeveer vijftig exoplaneten bekend met diameters die variëren van Mars-formaat tot meerdere malen die van de aarde en die zich ook binnen de bewoonbare zone van hun sterren bevinden - het baanbereik waarbinnen hun oppervlaktetemperaturen het water mogelijk maken vloeibaar te blijven. Een "waterwereld" is een extreem geval, een exoplaneet gedefinieerd als bedekt door een diepe oceaan, misschien wel honderden kilometers diep, en onder deze vijftig zijn er verschillende die mogelijk in aanmerking komen voor deze categorie. Astronomen merken op dat ten minste twee van de terrestrische planeten in ons zonnestelsel, Aarde en Venus, kunnen mogelijk ook al vroeg in hun evolutie waterwerelden zijn geweest.

Een van de kritische factoren bij het bepalen of een planeet echt bewoonbaar kan zijn, is de aanwezigheid van een blijvende atmosfeer. De diepe oceanen op een waterwereld bieden een reservoir voor waterdamp voor de atmosfeer, en dus hebben wetenschappers geprobeerd te berekenen hoe stabiel de oceaan en atmosfeer van een exoplaneet zijn, vooral voor effecten zoals verdamping door winden van de ster. Aangezien de meeste van de vijftig bekende exemplaren rond hun kleine cirkel draaien, gastheer M-sterren, ze worden zwaar blootgesteld aan stellaire winden en gerelateerde stellaire ruimteweergebeurtenissen, hoewel hun temperaturen gematigd kunnen zijn.

CfA-astronoom Manasvi Lingam was lid van een team van astronomen die de effecten van de stellaire wind op een waterwereld hebben gemodelleerd onder verschillende mogelijke scenario's. Ze omvatten effecten van stellaire magnetische velden, coronale massa-ejecties, en atmosferische ionisatie en uitstoot. Hun computersimulaties komen goed overeen met het huidige Aarde-Zon systeem, maar in sommige van de meer extreme mogelijkheden, zoals bijvoorbeeld zou kunnen bestaan ​​op de set van exoplaneten rond M-sterren, de situatie is heel anders en de ontsnappingspercentages kunnen wel duizend keer groter zijn. Het resultaat betekent dat zelfs een waterwereld, als het om een ​​M-dwergster draait, na ongeveer een miljard jaar zijn atmosfeer zou kunnen verliezen, een relatief korte tijd voor mogelijke ontwikkeling van het leven. Lingam is onlangs ook co-auteur van twee gerelateerde artikelen over hetzelfde onderwerp met CfA-astronoom Avi Loeb.