Nieuw onderzoek laat zien dat onze aarde niet uniek is

Aardachtige planeten kunnen in het universum veel voorkomen Dat bewijst een nieuwe UCLA-studie. Een team van astrofysici en geochemisten presenteert nieuw bewijs dat de aarde niet uniek is. De studie werd op 18 oktober gepubliceerd in het tijdschrift Science.

De uitkomsten van het onderzoek vergroot de kans dat er veel meer rotsachtige aardachtige planeten zijn in het heelal. De wetenschappers ontwikkelden een nieuwe methode om de geochemie van planeten buiten ons zonnestelsel gedetailleerd te onderzoeken. Ze concentreerden zich daarbij voornamelijk op de elementen in de rotsen van planetoïden of rotsachtige planeetfragmenten te analyseren die rond zes witte dwergsterren cirkelden. Om de samenstelling te achterhalen van objecten buiten ons zonnestelsel is erg ingewikkeld. Witte dwergen zijn dichte sterresten van gemiddelde zonachtige sterren. Hun zwaartekracht zorgt ervoor dat zwaardere elementen als koolstof, zuurstof en stikstof snel naar het binnenste van de ster verdwijnen, waardoor deze elementen niet meer door telescopen kunnen worden gedetecteerd. De dichtstbijzijnde witte dwerg die men heeft bestudeerd bevindt zich op zo’n 200 lichtjaar van de aarde en de verst gelegen staat op maar liefst 665 lichtjaar afstand.

Door deze witte dwergen en de elementen in hun atmosfeer te observeren, konden wetenschappers de elementen in het object dat rond de witte dwerg cirkelden analyseren. De grote zwaartekracht van de witte dwerg versnippert de planetoïde of planeetfragment dat om de ster heen draait en het materiaal valt op de witte dwerg. Deze gegevens werden met behulp van telescopen gevonden. Voornamelijk werden gegevens gebruikt die in het WM Keck Observatorium op Hawaï al eerder waren verzameld voor andere wetenschappelijke doeleinden.

Wanneer je enkel naar een witte dwerg kijkt, ontdek je slechts waterstof en helium, maar in de data zijn ook andere elementen als magnesium, silicium, koolstof en zuurstof gevonden. Dat moet afkomstig zijn van de objecten die rondom de witte dwerg cirkelen.

Wanneer ijzer wordt geoxideerd, deelt het zijn elektronen met zuurstof en vormt een chemische binding. Dit wordt oxidatie genoemd en je kunt het zien als roesten. Zuurstof steelt elektronen uit ijzer en produceert ijzeroxide. Het ijzer wordt dus omgezet. Wetenschappers hebben de hoeveelheid ijzer gemeten die is geoxideerd aan de rotsen op het oppervlak van de witte dwerg en hebben onderzocht hoeveel er daadwerkelijk is geoxideerd. Het blijkt dat de chemische samenstelling van de rotsen van de witte dwergen vergelijkbaar zijn met rotsen van de aardachtige planeten in ons eigen zonnestelsel. Ze bevatten een verrassend hoog gehalte ijzeroxide.

De zon is grotendeels gemaakt van waterstof dat het tegenovergestelde doet van oxideren: waterstof voegt juist elektronen toe.

De onderzoekers berekenden dat de oxidatie van een rotsachtige planeet een aanzienlijk effect heeft op zijn atmosfeer, zijn kern en het soort rotsen dat hij op zijn oppervlak maakt. Alle chemische processen die op het aardoppervlak plaatsvinden, kunnen uiteindelijk worden teruggevoerd op de mate van oxidatie van de planeet.  Maar ook het feit dat we oceanen hebben en alle ingrediënten die nodig zijn voor het leven, kan worden teruggevoerd tot de oxidatietoestand van een planeet. Tot nu toe wisten wetenschappers niet zeker of de chemie van rotsachtige exoplaneten vergelijkbaar is met onze aarde of dat het juist heel anders is.

Dit onderzoek laat zien dat er enorm grote overeenkomsten te vinden zijn. Ze lijken qua oxidatieniveau zeer veel op onze aarde en op Mars. Het is altijd een raadsel geweest waarom de rotsen in ons zonnestelsel zo zijn geoxideerd. Dat zou je op basis van de kennis die we hebben helemaal niet verwachten. De vraag was of dit ook zou gelden voor andere sterren. En dat blijkt zo te zijn. Dat is dus zeer belangrijk te weten voor de wetenschappers die zoek zijn naar aardachtige exoplaneten.

Als buitenaardse gesteenten een vergelijkbare hoeveelheid oxidatie hebben als de aarde, dan kun je concluderen dat de planeet vergelijkbare plaattektoniek en een vergelijkbaar potentieel heeft voor magnetische velden zoals de aarde die heeft. In zijn algemeenheid worden deze elementen beschouwd als belangrijke voorwaarden voor leven. Deze studie geeft aan dat het zeer waarschijnlijk is dat er echt planeten als de aarde kunnen zijn.