Nieuw onderzoek suggereert dat leven ook kan ontstaan op planeten die vrijwel in geen enkel opzicht op de onze lijken.

De zoektocht naar buitenaards leven is in volle gang. Maar ja, waar moet je die aliens nu precies zoeken? Daar hebben onderzoekers natuurlijk eerst goed over nagedacht en inmiddels ligt de focus op planeten die sterk op de aarde lijken en net als onze planeet vloeibaar water (lijken te) herbergen. Dat is een logische keuze, want water is een essentieel element gebleken voor het ontstaan en de instandhouding van leven zoals wij dat kennen. Sterker nog: onderzoek heeft uitgewezen dat het leven zelfs in de oceanen ontstaan is. Geen wonder dat onderzoekers zich in de zoektocht naar leven laten leiden door de (potentiële) aanwezigheid van water en vooral kijken naar planeten waar vloeibaar water – net als op de aarde – (langdurig) stand kan houden.

Er zijn er veel meer – misschien!
Maar daarbij zien we mogelijk tal van leefbare planeten over het hoofd, zo betogen Zwitserse onderzoekers nu in het blad Nature Astronomy. Met behulp van modellen tonen ze aan dat vloeibaar water – in ieder geval in theorie – ook miljarden jaren op rij stand kan houden op planeten die in niets op de onze lijken.

Een oer-atmosfeer
“Eén van de redenen dat het water op aarde vloeibaar is, is de aardatmosfeer,” legt onderzoeker Ravit Helled uit. “Met het natuurlijke broeikaseffect houdt deze (atmosfeer, red.) net genoeg warmte vast om oceanen, rivieren en regen mogelijk te maken.” Maar in het verleden zag die aardatmosfeer er heel anders uit dan nu. “Toen de planeet gevormd werd uit kosmisch gas en stof, vergaarde deze een atmosfeer die voornamelijk uit waterstof en helium bestond, een zogenoemde ‘oer-atmosfeer’.” Die atmosfeer ging gedurende de verdere ontwikkeling van onze planeet verloren.

Maar, zo wijst Helled uit, andere, grotere planeten kunnen op vergelijkbare wijze veel grotere oer-atmosferen vergaren die aanzienlijk langer stand kunnen houden. “En zulke grote oer-atmosferen kunnen ook een broeikaseffect hebben – net als de aardatmosfeer vandaag de dag. En wij wilden daarom uitzoeken of deze atmosferen de omstandigheden kunnen creëren die nodig zijn om vloeibaar water mogelijk te maken.”

Modellen
De onderzoekers maakten daarbij gebruik van modellen die de ontwikkeling van uiteenlopende planeten over een periode van miljarden jaren beschreven. De onderzoekers simuleerden met behulp van deze modellen de ontwikkeling van talloze planeten, waarbij ze de eigenschappen van de atmosferen van deze planeten, maar ook de intensiteit van de straling afkomstig van hun moedersterren en de hoeveelheid warmte die vanuit het binnenste van de planeten kwam, elke keer wat lieten variëren. “Wat we zagen, was dat de oer-atmosferen in veel gevallen verloren gingen door de intense straling van de ster,” vertelt onderzoeker Marit Mol Lous. Dat was met name het geval voor planeten die dicht bij hun moederster stonden. “Maar in de gevallen waarbij de atmosferen standhielden, konden de omstandigheden gunstig zijn voor vloeibaar water.”

Geen moederster? Geen probleem!
De onderzoekers keken zoals gezegd niet alleen naar de straling afkomstig van de moederster, maar ook naar de warmte die vanuit het binnenste van de gesimuleerde planeten kwam. Ook het binnenste van de aarde geeft warmte af, maar die aardwarmte heeft maar een heel kleine invloed op de omstandigheden aan het aardoppervlak. Op planeten met grotere oer-atmosferen kan de impact van die warmte die van binnenuit komt, echter veel groter zijn. En dat zagen de onderzoekers ook terug in hun simulaties. “In de gevallen waar voldoende geothermale warmte het oppervlak bereikte, was straling van een ster zoals de zon niet eens nodig om aan het oppervlak omstandigheden te creëren waaronder vloeibaar water stand kon houden.”

Samengevat behoort vloeibaar water – en daarmee leven zoals wij dat kennen – in theorie dus ook tot de mogelijkheden op planeten die aanzienlijk groter zijn dan de aarde en die een omvangrijke atmosfeer met een heel andere samenstelling dan de aardatmosfeer hebben. En als klap op de vuurpijl is ook een zonachtige moederster geen vereiste. Sterker nog: “Afgaand op onze resultaten zou leven zelfs kunnen ontstaan op weesplaneten die niet rond een ster heen cirkelen,” aldus onderzoeker Christoph Mordasini. Uit de simulaties blijkt tevens dat de omstandigheden waaronder vloeibaar water op deze niet-aardachtige planeten stand kan houden niet heel even, maar langdurig – soms zelfs tientallen miljarden jaren – kunnen aanhouden.

Verrassing
“Voor velen zal dit als een verrassing komen,” denkt Mordasini. “Astronomen verwachten doorgaans dat vloeibaar water kan bestaan in gebieden die precies de juiste hoeveelheid straling ontvangen: niet zoveel dat het water verdampt, maar niet zo weinig dat water bevriest.” Maar het nieuwe onderzoek suggereert voorzichtig dat het niet zo nauw komt. “Aangezien de beschikbaarheid van water waarschijnlijk een voorwaarde voor leven is en het leven er waarschijnlijk miljoenen jaren over heeft gedaan om op aarde te ontstaan, kan dit de zoektocht naar buitenaardse levensvormen aanzienlijk verbreden,” denkt Mordasini.

Tegelijkertijd is enige voorzichtigheid op zijn plaats. “Hoewel onze resultaten opwindend zijn, moeten ze met een korreltje zout worden genomen. Om zo lang vloeibaar water te bezitten, moeten planeten wel een atmosfeer met de juiste omvang hebben en we weten niet hoe vaak dat voorkomt.” En zelfs als zou blijken dat dergelijke planeten wijdverspreid zijn, wil dat nog niet zeggen dat het leven dat ook is. “Het is onduidelijk hoe waarschijnlijk het is dat leven in zo’n exotisch leefgebied – zelfs als de omstandigheden daarvoor gunstig zijn – ontstaat. Dat is een vraag voor de astrobiologen.” In afwachting op een antwoord op die vraag lijkt het in ieder geval afgaand op het nieuwe onderzoek verstandig om alle opties open te houden en planeten afgaand op hun niet-aardachtige uiterlijk niet te snel af te schrijven.