Artiest beschrijving van een bewoonbare exomoon rond een gigantische exoplaneet in een hypothetische sterren systeem.Afbeelding: NASA GSFC: Jay Friedlander en Britt Griswold
Er zijn acht planeten in ons zonnestelsel (sorry Pluto), maar tezamen zijn deze planeten host meer dan 175 manen, een of twee van die zelfs kan de haven leven. Inderdaad, onze melkweg, op basis van wat we waarnemen, kon worden vol met exomoons, een aanzienlijk aantal van die staat van de bevordering van het leven, volgens een nieuwe studie.
Met behulp van gegevens verzameld door de Kepler-ruimtetelescoop, de onderzoekers van de Universiteit van Californië, Riverside en de Universiteit van Zuid-Queensland hebben geïdentificeerd 121 reus exoplaneten die kunnen onderbrengen bewoonbaar exomoons. Geen werkelijke exomoons werden geïdentificeerd in dit onderzoek, maar er is een goede kans dat deze exoplaneten, die allemaal een straal van drie keer groter dan de Aarde, voorzien van natuurlijke satellieten. En omdat deze 121 planeten bevinden zich binnen hun ster systeem in de bewoonbare zone, een aantal van deze exomoons ook de voorwaarden die vereist zijn voor het leven. De auteurs van de studie, geleid door Robert Wittenmyer, zeggen hun werk moeten inspireren andere astronomen voor het ontwikkelen van nieuwe manieren van detecteren van biosignatures en andere tekenen van leven in de sferen van verre manen. Dit werk verschijnt nu in het Astrophysical Journal.
Tot op heden, NASA ‘ s Kepler Ruimte Telescoop is gebruikt voor het detecteren van duizenden van exoplaneten, een kleine handvol van die rots, Aarde-achtige planeten geparkeerd binnen hun ster systeem in de bewoonbare zone—die speciale regio waar planeten kunnen onderbrengen vloeibaar water op het oppervlak. De aanwezigheid van persistente vloeibaar water is belangrijk, omdat het beschouwd als een essentiële voorwaarde van het leven. Een primair doel van de Kepler-missie is te achterhalen van de snelheid waarmee de rotsachtige planeten zich bevinden binnen de leefbare zones van hun gastheer sterren. Maar als het nieuwe onderzoek wijst uit, Kepler kan vertellen ons ook dat de rente op die gigantische planeten lijken binnen deze zones.
Met behulp van Kepler gegevens, de onderzoekers een schatting van de frequentie van de gigantische planeten (d.w.z. planeten met een straal van drie keer groter dan de Aarde) in bewoonbare zones. Hun cijfers laten zien dat ongeveer zes tot 12 procent van de sterren beschikken over gigantische planeten in hun bewoonbare zones. Het werken met de veronderstelling dat elk van deze exoplaneten heeft ten minste één maan, zij schatten dat ongeveer 121 gigantische planeten ontdekt door de missie host een potentieel bewoonbare maan. En dat is zijn conservatieve—het werkelijke aantal is waarschijnlijk veel hoger.
“Er zijn op dit moment 175 satellieten in een baan rond de 8 planeten in het zonnestelsel, de meeste zijn in een baan rond de twee grootste planeten in ons systeem met Jupiter hosting 69 bekend manen en Saturnus hosting 62 bekende manen,” schrijven de auteurs in het onderzoek. “Het grote aantal manen in het zonnestelsel, in het bijzonder het grote aantal rond de Joviaanse planeten, duidt op een hoge waarschijnlijkheid van manen in een baan rond reus exoplaneten.”
Als we kijken naar onze eigen Maan, zien we een volledig levenloos, steriele bol. Maar de situatie zou kunnen worden aanzienlijk verschillen voor sommige exomoons, in het bijzonder als ze in een baan rond de gas reuzen vergelijkbaar met die van Jupiter of Saturnus. Zij vertegenwoordigen intrigerende kandidaten voor het leven, maar in tegenstelling tot de Aardbewoners vertrouwen op zonne-energie, bewoners van deze exomoons kon gebruik maken van de straling uit te gieten van hun gastheer planeten. En in feite, exomoons kan zelfs zorgen voor een betere omgeving om in leven te blijven dan de Aarde.
“Exomoons hebben het potentieel om te worden…’super-bewoonbaar’, omdat ze bieden een diversiteit van energiebronnen om een potentiële biosfeer, en niet alleen te vertrouwen op de energie geleverd wordt door een ster, zoals de Aarde,” schrijven de auteurs in het onderzoek. “De biosfeer van een super-bewoonbaar exomoon kon krijgen energie van het gereflecteerde licht en het afgegeven warmte van de nabijgelegen gigantische planeet of zelfs van de reuzenplaneet zwaartekrachtveld door getijdekrachten. Dus exomoons mag dan verwachten dat een meer stabiele, langere periode waarin de energie ontvangen kunnen behouden van een leefbare gematigde toestand van het oppervlak voor het leven te vormen en te bloeien.”
Aan de andere kant, Abel Mendez, een planetaire astrobiologist en NASA MIRS Fellow aan de Universiteit van Puerto Rico in Arecibo, die was niet betrokken bij de nieuwe studie, zegt dat we moeten voorzichtig zijn met het toeschrijven van de bewoonbaarheid naar verre manen.
“Als een regel van de duim, manen zijn naar verwachting veel kleiner dan hun gastheer planeten (uitzonderingen zijn de Aarde en Pluto bijvoorbeeld) en dus ook klein te houden atmosferen,” Méndez vertelde Gizmodo. “Dus in het algemeen alleen die gigantische planeten meer dan 1.000 Aarde massa’ s (ongeveer 10 Earth radii) zal groot genoeg zijn om een Mars-grootte van een maan, en dus groot genoeg om een dichte atmosfeer in de bewoonbare zone.”
Méndez acht al deze factoren in zijn Habitable Exoplanets Catalog gehost op de Planetaire Bewoonbaarheid Laboratorium. Zijn team schat dat er tot nu toe onder alle bevestigde exoplaneten—niet alleen degenen die gespot door Kepler—er zijn slechts 40 reusachtige planeten in de bewoonbare zone die groot genoeg zijn om waarschijnlijk het bezit van een Mars-formaat of groter maan die mogelijk bewoonbaar zijn.
Nog, het toont aan dat exomoons rijp zijn voor verder onderzoek.
“Nu hebben we een database gemaakt van de bekende reusachtige planeten in de bewoonbare zone van hun ster, observaties van de beste kandidaten voor de hosting van de potentiële exomoons zal worden gemaakt om te helpen bij het verfijnen van de verwachte exomoon eigenschappen,” zei studie co-auteur Michelle Hill, een student aan de Universiteit van Southern Queensland, in een verklaring. “Onze follow-up studies zal helpen om te informeren toekomst telescoop ontwerp, zodat we het kunnen detecteren van deze manen, studie van hun eigenschappen, en kijk uit voor tekenen van leven.”
Zonder twijfel, de uitdaging vooruit zal een tweeledig: het opsporen van de werkelijke exomoons rond deze gigantische werelden, en vervolgens scannen voor mogelijke biosignatures. Mogelijke werkvormen zijn direct imaging (maar met meer krachtige telescopen), spectroastrometry (sommige exomoons zal overtreffen hun gastheer planeet op bepaalde golflengten) en microlensing (waar de gravitationele wisselwerking tussen hemellichamen iets vervormt het inkomende licht). Ook moeten wij verzenden robot missies te Enceladus en Europa, twee ooit-zo-eventueel bewoonbaar manen in ons zonnestelsel. Laten we gaan!
[De Astrophysical Journal]