In 2021 stelden astronomen een nieuwe klasse exoplaneten voor die een waterstofrijke atmosfeer hebben en enorme oceanen van vloeibaar water ondersteunen, waardoor deze hypothetische werelden potentiële kandidaten worden in de zoektocht naar buitenaards leven.
Nieuw onderzoek geeft echter aan dat deze planeten zou een catastrofale ontsnapping ondergaan Opwarming van de aardewat hun vermogen om te leven beperkt.
De Hycean-werelden hebben hun naam gekregen van een combinatie van “waterstof” en “oceaan”, omdat deze werelden – die groter zouden zijn dan de aarde maar kleiner dan alle gigantische planeten in onze buurt – Zonnestelsel Het is bedekt met dichte, dichte lagen waterstofatmosfeer en zou enorme oceanen met vloeibaar water kunnen ondersteunen.
Verwant: De zoektocht naar buitenaards leven
Hoewel het bestaan van Hycean-werelden niet is bevestigd, zijn dit enorme werelden exoplaneet Een onderzoek uitgevoerd door NASA Kepler-missie Het identificeerde verschillende kandidaat-werelden die, op basis van schattingen van hun grootte en dichtheid, Hycean-planeten zouden kunnen zijn.
Astronomen zijn erg geïnteresseerd in de Hycean-werelden. Overal waar vloeibaar water is, is er een potentieel thuis voor het leven zoals wij dat kennen. Vanwege hun dikkere atmosfeer zullen deze planeten waarschijnlijk in een veel breder bereik van banen bestaan dan hun ouder sterren zonder bewoonbaarheid op te offeren, dus er is een kans dat het leven vaker voorkomt op Hycean-werelden dan op de onze.
Maar het huidige onderzoek naar de bewoonbaarheid van Hycean-werelden is niet erg gedetailleerd en vertrouwt op relatief simplistische modellen van atmosferische dynamiek om te begrijpen hoe deze planeten functioneren. Om dit te verhelpen, ontwikkelde een team van onderzoekers een meer geavanceerde benadering om te bestuderen hoe een nauwkeurigere behandeling van de Hycean-atmosfeer en oceanen ons begrip van hun gedrag rond verschillende soorten sterren zou veranderen.
oceanen ‘superkritisch’
De onderzoekers ontdekten dat de aanwezigheid van een dichte, door waterstof gedomineerde atmosfeer het gedrag van deze planeten radicaal verandert in vergelijking met een wereld als Land. Onze planeet heeft ook een dikke atmosfeer, maar deze atmosfeer is opgebouwd uit zwaardere elementen, zoals stikstof en zuurstof. Het vermogen van deze elementen om specifieke golflengten van licht te blokkeren of toe te laten om te beïnvloeden hoe warm het oppervlak is ten opzichte van een bepaalde hoeveelheid binnenkomende zonnestraling.
Maar waterstof werkt anders: het blokkeert en laat verschillende golflengten van licht door, wat op zijn beurt de manier verandert waarop het oppervlak reageert op zonlicht. De onderzoekers ontdekten bijvoorbeeld dat als een planeet met een atmosferische druk van 10 tot 20 keer die van de aarde (typisch voor Hycean-werelden) in dezelfde baan als de aarde zou worden geplaatst, de oceanen ‘superkritisch’ zouden worden. Dit betekent dat de temperaturen van de planeet boven het kookpunt zullen stijgen, wat zal leiden tot verdamping en volledige verdwijning van de oceanen.
De onderzoekers ontdekten ook dat het mengsel van waterdamp en waterstof in de atmosfeer van Hycean-planeten hun bewoonbaarheid verandert. Hycean-werelden konden niet zoveel zonlicht ontvangen als eerder werd gedacht voordat hun oceanen te heet werden om zichzelf als vloeistof in stand te houden.
Eerdere modellen hadden de binnenrand van de bewoonbaar gebied, het gebied waar de globale oppervlaktetemperaturen zeer geschikt zijn om vloeibaar water vast te houden, is ongeveer één astronomische eenheid (AE), wat de afstand is die de aarde om de zon draait. Maar de nieuwe berekeningen duwden de binnenrand naar 1,6 AU voor werelden met een luchtdruk die vergelijkbaar is met die van de aarde. Voor Hycean-werelden met 10 keer de luchtdruk, wordt nu aangenomen dat de binnenrand van de bewoonbare zone 3,85 AU is.
Dit betekent dat Hycean-werelden niet in de buurt van hun moedersterren kunnen leven, wat hun bewoonbaarheid beperkt. In feite, concluderen de onderzoekers, bestaan alle bekende potentiële Hycean-werelden binnen deze nieuwe bewoonbare grens, en het is daarom onwaarschijnlijk dat ze oceanen met vloeibaar water zullen herbergen – en enige kans op leven. De onderzoekers hebben hun werk ingediend voor publicatie in The Astrophysical Journal en een voorlopige versie is online beschikbaar arXiv (Opent in een nieuw tabblad).
Maar er is nog hoop voor de bewoonbaarheid van deze exoplaneten. Hycean-werelden zouden kunnen bestaan en oceanen van vloeibaar water in stand kunnen houden tot ver buiten de buitenrand van de bewoonbare zones van aardachtige planeten, dus we kunnen nog steeds veelbelovende nieuwe kandidaten vinden. De onderzoekers hopen hun werk voort te zetten met meer gedetailleerde simulaties om de complexe en fascinerende dynamiek van deze mysterieuze virtuele werelden vast te leggen.
Volg ons op Twitter @medewerker (Opent in een nieuw tabblad) of Facebook (Opent in een nieuw tabblad).
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”