Het vaste oppervlak van de aarde en het gematigde klimaat kunnen het gevolg zijn, gedeeltelijk, tot een massieve ster in de geboorteomgeving van de zon, volgens nieuwe computersimulaties van planeetvorming.

Zonder de radioactieve elementen van de ster die in het vroege zonnestelsel zijn geïnjecteerd, onze thuisplaneet zou een vijandige oceaanwereld kunnen zijn bedekt met wereldwijde ijskappen.

"De resultaten van onze simulaties suggereren dat er twee kwalitatief verschillende soorten planetaire systemen zijn, " zei Tim Lichtenberg van het National Center of Competence in Research PlanetS in Zwitserland. "Er zijn er die vergelijkbaar zijn met ons zonnestelsel, wiens planeten weinig water hebben, en die waarin voornamelijk oceaanwerelden zijn gecreëerd omdat er geen massieve ster in de buurt was toen hun gastheersysteem werd gevormd."

Lichtenberg en collega's, waaronder de astronoom van de Universiteit van Michigan, Michael Meyer, waren aanvankelijk geïntrigeerd door de rol die de potentiële aanwezigheid van een massieve ster speelde bij de vorming van een planeet.

Meyer zei dat de simulaties sommige vragen helpen oplossen, terwijl je anderen opvoedt.

"Het is geweldig om te weten dat radioactieve elementen kunnen helpen om een ​​nat systeem droger te maken en om een ​​verklaring te hebben waarom planeten binnen hetzelfde systeem vergelijkbare eigenschappen zouden hebben, ' zei Meijer.

"Maar radioactieve verwarming is misschien niet genoeg. Hoe kunnen we onze aarde verklaren, die erg droog is, inderdaad, vergeleken met planeten gevormd in onze modellen? Misschien was het ook belangrijk om Jupiter te hebben waar het is om de meeste ijzige lichamen uit het binnenste zonnestelsel te houden."

Onderzoekers zeggen dat terwijl water meer dan tweederde van het aardoppervlak bedekt, in astronomische termen, de binnenste terrestrische planeten van ons zonnestelsel zijn erg droog - gelukkig, omdat te veel van het goede meer kwaad dan goed kan doen.

Alle planeten hebben een kern, mantel (binnenlaag) en korst. Als het watergehalte van een rotsachtige planeet aanzienlijk groter is dan op aarde, de mantel is bedekt met een diepe, mondiale oceaan en een ondoordringbare ijslaag op de oceaanbodem. Dit voorkomt geochemische processen, zoals de koolstofcyclus op aarde, die het klimaat stabiliseren en oppervlaktecondities creëren die bevorderlijk zijn voor het leven zoals wij dat kennen.

De onderzoekers ontwikkelden computermodellen om de vorming van planeten te simuleren vanuit hun bouwstenen, de zogenaamde planetesimalen - rotsachtige ijzige lichamen van waarschijnlijk tientallen kilometers groot. Tijdens de geboorte van een planetair systeem, de planetesimalen vormen zich in een schijf van stof en gas rond de jonge ster en groeien uit tot planetaire embryo's.

Radioactieve warmtemotor

Omdat deze planetesimalen van binnenuit worden verwarmd, een deel van het aanvankelijke waterijsgehalte verdampt en ontsnapt naar de ruimte voordat het aan de planeet zelf kan worden afgeleverd.

Deze interne verwarming kan zijn gebeurd kort na de geboorte van ons zonnestelsel 4,6 miljard jaar geleden, zoals oersporen in meteorieten suggereren, en kan op tal van plaatsen nog steeds aan de gang zijn.

Precies toen de proto-zon werd gevormd, er vond een supernova plaats in de kosmische omgeving. Radioactieve elementen, inclusief aluminium-26, zijn gefuseerd in deze stervende massieve ster en geïnjecteerd in ons jonge zonnestelsel, hetzij door zijn buitensporige stellaire winden of via de supernova-ejecta na de explosie.

De onderzoekers zeggen dat de kwantitatieve voorspellingen van dit werk toekomstige ruimtetelescopen zullen helpen, gewijd aan de jacht op planeten buiten het zonnestelsel, om potentiële sporen en verschillen in planetaire samenstellingen te volgen, en de voorspelde implicaties van het Al-26-uitdrogingsmechanisme verfijnen.

Ze kijken reikhalzend uit naar de lancering van komende ruimtemissies waarmee exoplaneten ter grootte van de aarde buiten ons zonnestelsel waarneembaar zullen zijn. Deze zullen de mensheid steeds dichter bij het begrip brengen of onze thuisplaneet uniek is, of als er 'een oneindig aantal werelden van dezelfde soort zijn als de onze'.

Hun studie verschijnt in Natuurastronomie . Andere onderzoekers zijn onder meer die van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie, Universiteit van Bayreuth en Universiteit van Bern.