Is er leven voorbij aardse grenzen? Wetenschappers hebben ontdekt dat er in onze melkweg veel exoplaneten zijn, waaronder die met geschikte omstandigheden. Zulke werelden bevinden zich in habitatzones en kunnen water in vloeibare toestand bevatten.
Maar dit leidt ons niet noodzakelijk tot levensvormen. Planeten bij rode dwergen - de meest voorkomende sterren in de Melkweg - worden het vaakst bekeken.
Invloed van stellaire wind
Modellen laten zien dat sterrenwinden (constant bombardement door geladen deeltjes) de atmosferische laag gedurende honderden miljoenen jaren ernstig kunnen uitputten. Traditionele klimaatmodellen houden alleen rekening met de oppervlaktetemperatuur in habitats. Maar de stellaire wind leidt tot langdurige erosie en vernietiging van de atmosfeer.
Om dieper op de vraag in te gaan, hebben we besloten om de tijdschaal van atmosferische opsluiting te bestuderen op Proxima Centauri b, 4 lichtjaren verwijderd van ons. Ook gecontroleerd de duur van het voortbestaan van de oceanen in de "waterwerelden".
Dubbel effect
De onderzoekers imiteerden de fotochemische invloed van stellaire wind en EM-erosie. Fotonen in de stellaire wind ioniseren de atomen en moleculen in de atmosfeer van geladen deeltjes, waardoor de druk en de EM-kracht ze in de ruimte kunnen trekken. Dit proces kan leiden tot atmosferisch verlies.
Model Proxima Centauri b laat zien dat een hoge atmosferische druk zal leiden tot het vrijkomen van de atmosfeer en niet lang genoeg zal duren om ons normale leven op het oppervlak te ontwikkelen. Echte kansen worden groter als er een lage druk en een krachtig magnetisch schild is.
Evolutie van bewoonbaarheidszone
De situatie van het onderzoek wordt gecompliceerd door het feit dat de bewoonbare oppervlakte na verloop van tijd kan evolueren. Daarom kan een hoge stellaire winddruk in een vroeg stadium de snelheid van atmosferische emissie verhogen. Als gevolg daarvan zal de atmosferische laag vroegtijdig instorten, zelfs met een krachtig magnetisch veld. Bovendien kunnen de geschatte planeten zich in het getijdenblok bevinden (aan één kant naar de ster gekeerd).
Als we het hebben over de waterwerelden, hebben we drie voorwaarden geïdentificeerd:
- Winden die de moderne terrestrische magnetosfeer beïnvloeden.
- Oude sterrenwinden die uitbarsten van jonge sterren, vergelijkbaar met de zon (0,6 miljard jaar).
- De impact van een enorme sterrenstorm, zoals het geval van Carrington in 1859.
Oude sterrenwinden kunnen de snelheid van atmosferische ontsnapping verhogen, waardoor de verliezen van de huidige wind groter worden. Maar de schade neemt toe met het geval van Carrington.
Vernietiging van de oceanen
Als we rekening houden met de activiteit van rode sterren en de nabijheid van de planeten in de habitatzones, krijgen we een grote kans op droogte aan het oppervlak en de vernietiging van mogelijke oceanen. De onderzoekers wijzen erop dat hun analyse nog steeds te maken heeft met onzekerheden. Daarom zal de lancering van de James Webb-telescoop in 2019 helpen om de vroege universele geschiedenis te bestuderen en de sterrenwinden te begrijpen.
Mogelijke woonwerelden zijn vaak te vinden. Onlangs ontdekte bijvoorbeeld de planeet Ross 128 vlakbij de rode dwerg. Het lijkt qua grootte op de aarde en ligt op 11 lichtjaar van ons verwijderd.
