Zoektocht naar bewoonbare planeten buiten het zonnestelsel is een van de meest ambitieuze taken van moderne astronomie. Met behulp van kosmische telescopen zoals Kepler en TESS hebben wetenschappers duizenden exoplaneten ontdekt. Binnen dit overvloedige aantal onderscheiden enkele kandidaten zich, die zich bevinden in de zogenaamde "bewoonbare zone" — een gebied om een ster heen waar de omstandigheden toestaan dat water op de oppervlakte van een planeet in vloeibare vorm bestaat, wat wordt beschouwd als een cruciaal criterium voor leven zoals wij het kennen.

Criterium voor bewoonbaarheid en "super-aarde"

Besides het bevinden in de bewoonbare zone, nemen astronomen ook andere factoren in overweging. Een belangrijke rol speelt het type planeet: de meeste interesse gaat uit naar kalkstenen planeten zoals de aarde, niet naar gasreuzen. Ook wordt de stabiliteit van de sterheer en de aanwezigheid van een atmosfeer geëvalueerd. Een speciale klasse van objecten die veel interesse oproept, zijn "super-aarden", planeten whose massa's aanzienlijk hoger zijn dan die van de aarde, maar veel lager zijn dan die van gasreuzen. Ze kunnen een sterke gravitatie hebben die een dichte atmosfeer vasthoudt en een actieve geologie die de stofkringloop bevordert.

TRAPPIST-1-systeem: zeven werelden om een rode dwerg

Een van de meest veelbelovende systemen is TRAPPIST-1, gelegen op een afstand van ongeveer 40 lichtjaren van ons. Aan de omgeving van een koud rode dwerg draaien zeven kalkstenen planeten, vergelijkbaar in grootte met de aarde. Drie van hen — TRAPPIST-1e, f en g — bevinden zich in het midden van de bewoonbare zone. Dit is een unieke laboratorium voor vergelijkende planetologie, dat toestaat om werelden met potentieel verschillende omstandigheden in één systeem te bestuderen. Hoewel leven bij een rode dwerg echter uitdagingen kent: dergelijke sterren barsten vaak uit, blootstellend planeten aan krachtige uitbarstingen van ultraviolet licht. Bovendien, vanwege de zwaartekracht van de roterende planeet, zijn deze waarschijnlijk voortdurend aan één kant van de ster georiënteerd, wat een extremee temperatuurcontrast tussen dag- en nachthemel veroorzaakt.

Proxima Centauri b: de dichtstbijgelegen buurman

De dichtstbijgelegen bekende exoplaneet, Proxima Centauri b, bevindt zich op een afstand van slechts 4,24 lichtjaren in het systeem van de dichtstbijgelegen ster van het zonnestelsel. Deze kalkstenen planeet draait ook om een rode dwerg en bevindt zich binnen de bewoonbare zone. Haar ontdekking was een sensatie, maar de omstandigheden op haar zijn waarschijnlijk uiterst zwaar. De ster Proxima Centauri is bekend om zijn hoge uitbarstingsactiviteit, wat mogelijk leidde tot de erosie van de atmosfeer van de planeet en het beïnvloeden van de oppervlakte door zwaar straling. De vraag of de planeet haar atmosfeer en magnetisch veld heeft kunnen behouden om de straling te beschermen, blijft open.

Kepler-186f: de eerste aardachtige planeet in de bewoonbare zone

De planeet Kepler-186f, ontdekt door het Kepler-telescoop, is de eerste kalkstenen exoplaneet van aardse grootte die is ontdekt in de bewoonbare zone van haar ster. Ze draait om een rode dwerg, die veel koeler en kleiner is dan het zon. Haar grootte, slechts 10% groter dan die van de aarde, laat met een hoge mate van waarschijnlijkheid aannemen dat ze een kalkstenen aardse natuur heeft. Hoewel ze zich in de bewoonbare zone bevindt, is de hoeveelheid energie die ze van haar ster ontvangt slechts een derde van wat de aarde van de zon ontvangt, wat haar op de externe, koelere rand van deze zone plaatst. Dit kan betekenen dat de omstandigheden op haar oppervlakte meer lijken op die van Mars dan op de aarde.

Volgende studies: zoektocht naar biomarkers

De ontdekking van planeten in de bewoonbare zone is slechts het eerste stap. De belangrijkste taak voor de toekomst, die op de schouders van nieuwe generatie telescopen zoals James Webb en de te bouwen observatoria zal liggen, is de analyse van hun atmosferen. Astronomen zullen biomarkers zoeken — chemische markers die kunnen wijzen op het bestaan van leven. Dit zijn zuurstof, ozon, methaan en hun combinaties, die in aardse omstandigheden actief worden geproduceerd door biologische processen. Het ontdekken van een dergelijke chemische onbalans in de atmosfeer van een verre planeet zal een sterke, hoewel niet 100% betrouwbare, aanwijzing zijn voor het bestaan van leven. Op deze manier verandert moderne astronomie van het eenvoudig tellen van planeten naar hun diepe characterization, langzaam dichter bij het antwoord op een van de fundamentele vragen van de mensheid: zijn we uniek in het universum?

Permanent link to this publication: