Ik heb in het verleden vaak gezegd dat de aarde de beste planeet in het universum is. Waar we ook heen gaan, we zullen nooit een planeet vinden die een beter thuis is voor het leven op aarde dan de aarde. Natuurlijk, dat is omdat wij, en al het andere aardse leven is in deze omgeving geëvolueerd. Evolutie heeft ons aangepast aan deze planeet, en het is onwaarschijnlijk dat we ooit een andere planeet kunnen vinden die zo goed voor ons is.

Echter, is het de beste planeet? Zijn er plaatsen in het universum die de voorwaarden zouden kunnen hebben voor meer diversiteit aan leven?

Het feit dat we überhaupt leven op aarde hebben is best verbazingwekkend. We bevinden ons in de bewoonbare zone van een hoofdreeksster die niet al te veel dodelijke zonnevlammen produceert.

We hebben een dikke atmosfeer gevuld met zuurstof en stikstof die we kunnen ademen. De planeet is groot genoeg om in de kern nog steeds gesmolten te zijn, met een roterende bal van ijzer die een planetair magnetisch veld in stand houdt. Dit, gecombineerd met een dikke atmosfeer beschermt het oppervlak van de planeet tegen kosmische straling, de ergste ultraviolette straling van de zon, en dodelijke zonnestormen.

We hebben platentektoniek die constant materiaal op het oppervlak van de planeet recyclen, brengen verse chemicaliën uit het binnenste.

We hebben een relatief grote maan, die onze planeet waarschijnlijk stabieler houdt in zijn axiale helling, met getijden die vroege levensvormen hielpen bij de overgang van de oceanen naar het land. Maar niet te grote maan.

We hebben enorme oceanen die het klimaat van de planeet helpen reguleren, het verplaatsen van warm water naar koelere streken, om ze diverser en bewoonbaarder te maken.

De lijst gaat verder, en ik weet zeker dat er factoren zijn die we nog niet eens hebben ontdekt.

En als het op aarde aankomt, het leven bloeide, zijn weg vinden naar elke mogelijke ecologische niche, zich door evolutie aanpassen om met bittere kou om te gaan, intense hitte, de intense druk op de bodem van de oceanen, zelfs steden, naast de mens leven.

Maar zou de aarde beter kunnen zijn? Zouden er planeten kunnen zijn die super bewoonbaar zijn?

Als er één ding is dat de astronomie ons heeft geleerd, het is dat we niet speciaal zijn. We zijn niet het centrum van het zonnestelsel. Dit is geen speciale plaats of tijd in het universum. En dat betekent waarschijnlijk dat de aarde niet de beste plek voor leven is. Het is de beste plek voor mensen, maar niet voor het leven.

Volgens een krant uit 2013 Penn State astrobioloog Ravi Kumar Kopparapu en anderen berekenden waar de randen van de bewoonbare zone van een ster echt zouden moeten zijn, gebaseerd op moderne klimaatgegevens. Ze berekenden dat een bewoonbare zone rond een zonachtige ster tussen 0,99 en 1,7 keer de afstand van de aarde tot de zon zou moeten zijn.

Wat betekent dat de aarde zich eigenlijk precies aan de binnenrand van de bewoonbare zone van de zon bevindt. Leuk vinden, amper. Als het dichter bij de zon was, we zouden een op hol geslagen broeikaseffect ervaren, zoals Venus.

U wilt waarschijnlijk dichter bij het midden van de bewoonbare zone zitten, waar orbitale variaties je planeet niet in extremen zullen duwen.

De aarde is relatief jong. Gezien het feit dat de planeet nog maar 4,5 miljard jaar bestaat, en ontdekte pas in de laatste paar honderd miljoen jaar meercellig leven.

De zon warmt op, en aangezien we zo dichtbij zijn, we hebben eigenlijk maar een paar honderd miljoen jaar, hoogstens een miljard jaar voordat de temperatuur stijgt en de oceanen verdampen. Maar wat als het leven miljarden meer jaren van evolutie had kunnen krijgen om nieuwe, meer diverse levensvormen?

Je denkt dat een vogelbekdier ongebruikelijk is, stel je eens voor wat je zou krijgen met nog 2 miljard jaar evolutie. Of 20 miljard.

In een artikel uit 2016 genaamd Superhabitable Worlds, Rene Heller en John Armstrong doorlopen de omstandigheden die de best bewoonbare planeet zouden kunnen maken. Dit is een zeer leesbaar document, met veel leuke ideeën. Als je een sciencefictionschrijver bent die op zoek is naar ideeën voor het bouwen van een wereld, check het zeker eens.

Ze stellen voor dat sterren met minder massa dan de zon, geclassificeerd als K-sterren, zijn waarschijnlijk de beste kandidaten voor diversiteit, omdat ze lang meegaan en relatief stabiel zijn. Een ster van het K-type zal een levensduur hebben van 20-70 miljard jaar zonder die vervelende rode dwerg-megaflares.

Je zou andere planeten in het sterrenstelsel willen, in staat om asteroïden en kometen om te leiden met hun zwaartekracht om water en andere chemicaliën te leveren die nodig zijn voor het leven. Dank daarvoor, Jupiter.

En idealiter, je wilt meerdere bewoonbare planeten in hetzelfde systeem, in staat om het leven heen en weer te sturen. Een proces dat bekend staat als panspermie.

Maak van je bewoonbare planeet de maan van een gasreus om krachtige getijdenkrachten te krijgen die ervoor zorgen dat vers vulkanisch materiaal naar de oppervlakte blijft uitbarsten.

Beter nog, een binaire planeet hebben, waar twee werelden om elkaar heen draaien, het leveren van getijdenkrachten en het heen en weer uitwisselen van levensvormen.

En we zijn nog maar net begonnen!

Maak de planeet groter en je krijgt meer oppervlakte voor water om de temperatuur te laten circuleren (daarover meer in een seconde), maar ook meer oppervlakte voor levensvormen om verschillende niches te exploiteren.

Dus, we hebben het over een grotere, zwaardere planeet. Zodra je ongeveer twee keer de massa van de aarde hebt, platentektoniek begint stil te vallen, dus probeer onder dat bedrag te blijven.

Je wilt ook een wereld die groot genoeg en heet genoeg is in het binnenste voor de beweging van ijzerlegeringen in de kern om een ​​planeetbrede magnetosfeer in stand te houden.

Je maakt je waarschijnlijk zorgen over de zwaartekracht aan het oppervlak, maar een planeet met een dubbele massa van de aarde hoeft maar ongeveer 40 procent groter te zijn om ongeveer dezelfde oppervlaktezwaartekracht te hebben.

Tijdens een recente conferentie in Barcelona, Dr. Stephanie Olson van de Universiteit van Chicago presenteerde het werk dat ze hadden gedaan bij het zoeken naar de omgevingen die het leven op exoplaneten het beste zouden ondersteunen.

Ze gebruikten een hulpmiddel van NASA, het ROCKE-3-D algemene circulatiemodel. Dit is echt een geweldige tool die vrij beschikbaar is voor het publiek. U kunt naar de website gaan, en dan kijken hoe de omstandigheden op verschillende werelden zouden zijn, van het oude Venus tot planeten in een baan om Proxima Centauri.

Je kunt hun luchttemperaturen simuleren, regenval, bodemconcentraties en meer.

Ik zal u enkele voorbeelden laten zien. Hier is de pre-industriële aarde, met luchttemperaturen variërend van ongeveer 35 C nabij de evenaar tot kouder dan -60 C aan de polen.

Maar je kunt de aarde vervangen door oude Venus, zoals de planeet er 2,9 miljard jaar geleden uitzag toen de zon 20 procent zwakker was dan nu. Het rouleerde nog steeds eens in de 243 dagen, Hoewel, en had waarschijnlijk een ondiepe oceaan die een diepte van 310 meter bereikte over de laaglanden.

En hier is een planeet in een baan om de rode dwergster Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster bij de zon. Omdat het zo dicht bij zijn ster draait, de planeet is waarschijnlijk getijde vergrendeld. Dit heeft een dramatische impact op de luchttemperatuur met één kant naar de ster gericht, en een kant naar buiten gericht.

Maar als de planeet resonantierotatie heeft, waar het drie keer om zijn as draait voor elke 2 banen, en als het een atmosfeer heeft die ongeveer overeenkomt met de stikstof- en zuurstofatmosfeer van de aarde, dan eindig je met een wereld die er veel comfortabeler uitziet om in te leven.

Olson en haar team gebruikten deze software om de klimaten en oceaanhabitats van verschillende soorten exoplaneten te simuleren. Hier op aarde, de diversiteit van het leven hangt af van het opwellen van materiaal van diep in de oceanen, het terugbrengen naar de oppervlakte waar het leven het kan gebruiken.

Meer opwelling betekent meer biologische activiteit, meer diversiteit.

Met andere woorden, om de planeten met de meeste diversiteit aan leven te vinden, je wilt de werelden vinden die grote hoeveelheden oceaancirculatie hebben.

Is er iets beters dan de aarde? Volgens Olson, als een planeet langzamer draait, heeft een hogere atmosferische dichtheid, en heeft continenten, dan kun je de hoeveelheid oceaancirculatie vergroten.

En dit geeft ons een idee van waar astronomen naar zullen zoeken als ze werelden buiten het zonnestelsel onderzoeken. Wanneer NASA's LUVOIR- of HabEx-missies vliegen in de jaren 2030, ze zullen in staat zijn om de oppervlakken van exoplaneten direct in beeld te brengen. Ze meten de chemicaliën in hun atmosfeer, water detecteren, en zelfs bepalen hoeveel van de planeet is bedekt met continenten.

We zouden echt niet verbaasd moeten zijn als we daar in de Melkweg super bewoonbare werelden vinden, werelden die duidelijk beter bewoonbaar zijn dan de aarde. Alweer, het blijkt, we zijn niet speciaal. Dat is prima, dan hebben we tenminste gezelschap.