Het leven op aarde begon in de oceanen. In de zoektocht naar leven op andere planeten is het potentieel voor vloeibaar water dan ook een belangrijk ingrediënt. Om het te vinden, hebben wetenschappers traditioneel gezocht naar planeten die lijken op de onze. Toch hoeft langdurig vloeibaar water niet per se onder vergelijkbare omstandigheden als op aarde te gebeuren. Onderzoekers van de Universiteit van Bern en de Universiteit van Zürich, die lid zijn van het National Center of Competence in Research (NCCR) PlanetS, rapporteren in een studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy , dat gunstige omstandigheden zelfs miljarden jaren kunnen voorkomen op planeten die nauwelijks op onze thuisplaneet lijken.

Oorspronkelijke kassen

"Een van de redenen waarom water op aarde vloeibaar kan zijn, is de atmosfeer", legt co-auteur Ravit Helled, hoogleraar theoretische astrofysica aan de Universiteit van Zürich en lid van de NCCR PlanetS uit. "Met zijn natuurlijke broeikaseffect houdt het precies de juiste hoeveelheid warmte vast om de juiste omstandigheden te creëren voor oceanen, rivieren en regen", zegt de onderzoeker.

De atmosfeer van de aarde was in de oude geschiedenis echter heel anders. "Toen de planeet voor het eerst werd gevormd uit kosmisch gas en stof, verzamelde ze een atmosfeer die voornamelijk uit waterstof en helium bestond - een zogenaamde oeratmosfeer", legt Helled uit. In de loop van haar ontwikkeling verloor de aarde deze oeratmosfeer echter.

Andere, massievere planeten kunnen veel grotere oeratmosferen verzamelen, die ze in sommige gevallen voor onbepaalde tijd kunnen behouden. "Zulke massieve oeratmosferen kunnen ook een broeikaseffect veroorzaken, net zoals de huidige atmosfeer van de aarde. We wilden daarom weten of deze atmosferen kunnen helpen om de noodzakelijke voorwaarden voor vloeibaar water te creëren", zegt Helled.

Vloeibaar water voor miljarden jaren

Om dit te doen, heeft het team talloze planeten grondig gemodelleerd en hun ontwikkeling gedurende miljarden jaren gesimuleerd. Ze waren niet alleen verantwoordelijk voor de eigenschappen van de atmosfeer van de planeten, maar ook voor de intensiteit van de straling van hun respectievelijke sterren en voor de interne warmte van de planeten die naar buiten uitstraalde. Terwijl op aarde deze aardwarmte slechts een ondergeschikte rol speelt voor de omstandigheden aan het oppervlak, kan het een grotere bijdrage leveren op planeten met massieve oeratmosferen.

"Wat we ontdekten is dat in veel gevallen oeratmosferen verloren zijn gegaan door intense straling van sterren, vooral op planeten die dicht bij hun ster staan. Maar in de gevallen waarin de atmosfeer blijft bestaan, kunnen de juiste omstandigheden voor vloeibaar water ontstaan." meldt Marit Mol Lous, Ph.D. student en hoofdauteur van de studie. Volgens de onderzoeker van de Universiteit van Bern en de Universiteit van Zürich is "in gevallen waarin voldoende aardwarmte het oppervlak bereikt, straling van een ster als de zon niet eens nodig, zodat aan het oppervlak omstandigheden heersen die het bestaan ​​van vloeistof mogelijk maken." water."

"Misschien het belangrijkste is dat onze resultaten aantonen dat deze omstandigheden zeer lange tijd kunnen aanhouden - tot tientallen miljarden jaren", benadrukt de onderzoeker, die ook lid is van de NCCR PlanetS.

De horizon verbreden voor de zoektocht naar buitenaards leven

"Voor velen komt dit misschien als een verrassing. Astronomen verwachten meestal dat vloeibaar water voorkomt in gebieden rond sterren die precies de juiste hoeveelheid straling ontvangen:niet te veel, zodat het water niet verdampt, en niet te weinig, zodat het bevriest niet allemaal", legt co-auteur Christoph Mordasini, hoogleraar theoretische astrofysica aan de Universiteit van Bern en lid van de NCCR PlanetS uit.

"Aangezien de beschikbaarheid van vloeibaar water een waarschijnlijke voorwaarde voor leven is, en het leven waarschijnlijk vele miljoenen jaren duurde om op aarde te ontstaan, zou dit de horizon voor de zoektocht naar buitenaardse levensvormen aanzienlijk kunnen uitbreiden. Op basis van onze resultaten zou het zelfs kunnen verschijnen op zogenaamde vrij zwevende planeten, die niet rond een ster draaien", zegt Mordasini.

Toch blijft de onderzoeker voorzichtig:"Hoewel onze resultaten opwindend zijn, moeten ze met een korreltje zout worden beschouwd. Om zulke planeten lang vloeibaar water te laten hebben, moeten ze de juiste hoeveelheid atmosfeer hebben. We weten niet hoe gebruikelijk dat is."

"En zelfs onder de juiste omstandigheden is het onduidelijk hoe waarschijnlijk het is dat er leven ontstaat in zo'n exotische potentiële habitat. Dat is een vraag voor astrobiologen. Toch hebben we met ons werk aangetoond dat ons op de aarde gecentreerde idee van een leven- vriendelijke planeet misschien te smal is", besluit Mordasini. + Verder verkennen

Hoe de bewoonbaarheid van exoplaneten wordt beïnvloed door hun rotsen