Bij onze zoektocht naar exoplaneten hebben we meer dan drie dozijn potentieel bewoonbare werelden gevonden. Geschat wordt dat er alleen al in ons melkwegstelsel tussen de 8 en 20 miljard potentieel bewoonde aardachtige werelden zijn. Maar er is een groot verschil tussen potentieel bewoonbare en werkelijk bewoonbare planeten, en wetenschappers beginnen hun definities te verfijnen.
De klassieke definitie van een potentieel bewoonbare wereld is een rotsachtige planeet die vloeibaar water op zijn oppervlak kan dragen. Dit betekent dat het een vrij dichte atmosfeer heeft en dat de afstand tot de ster in de zogenaamde bewoonbare zone ligt.
In veel opzichten is deze eenvoudige definitie te breed en te smal. Vloeibaar water wordt als een bepalende factor beschouwd omdat het centraal staat in het leven op aarde. Er kunnen andere levensvormen zijn waarvoor geen vloeistoffen nodig zijn. Saturnusmaan Titan heeft een zee van vloeibaar methaan, en sommige onderzoekers hebben bestudeerd hoe methaan een rol kan spelen in buitenaardse cellen, vergelijkbaar met de rol van water in het leven op aarde. Zelfs als we het leven beperken om als de aarde te zijn, betekent het buiten de bewoonbare zone van een exoplaneet zijn niet dat er geen vloeibaar water op zijn oppervlak kan zijn. Jupiter bevindt zich ver buiten deze zone, maar vloeibaar water bevindt zich ook onder het ijskoude oppervlak van zijn twee manen.
Bewoonbare zones van twee planetaire systemen: Kepler-452 en Kepler-186 vergeleken met de bewoonbare zone van het zonnestelsel
Tegelijkertijd is een verblijf in de bewoonbare zone niet voldoende. Er zijn drie rotsachtige planeten in de bewoonbare zone van de zon, maar Venus is een giftige broeikaswereld, en hoewel Mars misschien primitief leven heeft, is het nauwelijks het rijke Eden van de aarde. Zowel Venus als Mars hadden in hun jeugd vloeibaar water aan het oppervlak. Het leven heeft misschien ontvangen en was op hen, maar het kon niet lang genoeg leven.
Zelfs als we alleen kijken naar de bewoonbare zone van de ster, zegt het niets over de stabiliteit van de ster zelf. De meeste potentieel bewoonbare werelden draaien rond kleine rode dwergsterren, aangezien ze bijna 75% van alle sterren uitmaken. Rode dwergen zijn veel kouder dan onze zon, dus hun bewoonbare zones liggen heel dicht bij een ster. Maar rode dwergen maken vaak periodes door waarin ze enorme sterrenfakkels en röntgenfakkels uitzenden. Hierdoor wordt de atmosfeer van potentieel bewoonbare planeten waarschijnlijk ontnomen.
Dit alles geeft astronomen veel stof tot nadenken, maar voor biologen komt het allemaal neer op lipiden. Lipiden bestaan uit vetzuren en vormen de bouwstenen van celmembranen. Om cellen te laten functioneren, moeten celmembranen permeabel zijn, en de permeabiliteit hangt af van de samenstelling en druk van de atmosfeer. Onlangs heeft een artikel in Scientific Reports deze relatie en de impact ervan op bewoonbaarheid onderzocht.
Promotie video:
Tot nu toe wordt aangenomen dat de oceaan van Europa zich 80 km diep kan uitstrekken, en de ijslaag 20 km.
Het artikel bespreekt de grenzen van de lipide-oplosbaarheidstolerantie van kooldioxide en stikstof. Op basis van gegevens van anesthesie en duiken stelt hij een limiet van 0,1 bar voor kooldioxide en 2 bar voor stikstof. Deze limiet vernauwt de bewoonbare zone voor sterren, vooral in het koudere bereik. Voor ons zonnestelsel haalt dit Mars en Venus uit de zone. De afname is het meest significant voor rode dwergsterren. Hoewel rode dwergen veel voorkomen, is de kans veel kleiner dat ze leven herbergen.
Benadrukt moet worden dat dit nog steeds gebaseerd is op wat we weten over het leven op aarde. Maar dit is een belangrijke studie. Het aantal bekende exoplaneten groeit exponentieel, en dergelijk onderzoek zal ons helpen kandidaten te vinden voor waar leven zou kunnen bestaan.
Auteur: Dmitry Lyalin
