Enkele exoplaneten met wilde banen duiden op een chaotisch verleden
Planetaire families met veel broers en zussen, zoals het TRAPPIST-1 exoplanetsysteem dat in deze illustratie wordt getoond, hebben meestal meer cirkelvormige banen dan singleton-werelden. Dat zou kunnen betekenen dat het betere plekken zijn om te leven.
Als je op zoek bent naar leven buiten het zonnestelsel, is er kracht in cijfers.
Een nieuwe studie suggereert dat systemen met meerdere planeten de neiging hebben om rondere banen te hebben dan die met slechts één, wat duidt op een rustiger familiegeschiedenis. Alleen kindersystemen en planeten met meer grillige paden wijzen op eerdere botsingen tussen planetaire broers en zussen die gewelddadig genoeg waren om banen scheef te slaan of zelfs tot verbanning te leiden. Een langdurige overvloed aan planeten tussen broers en zussen zou de aarde daarom kunnen hebben beschermd tegen verwoestende chaos, en zou deel kunnen uitmaken van wat het leven op aarde mogelijk heeft gemaakt, zegt astronoom Uffe Gråe Jørgensen van het Niels Bohr Instituut in Kopenhagen.
“Is er iets anders dan de grootte en positie van de aarde rond de ster dat nodig is om leven te ontwikkelen?” Zegt Jørgensen. “Is het vereist dat er veel planeten zijn?”
De meeste van de meer dan 4.000 exoplaneten die tot nu toe zijn ontdekt, hebben langwerpige of excentrische banen. Dat markeert een opvallend verschil met de keurige cirkelvormige banen van de planeten in ons zonnestelsel. In plaats van een eigenaardigheid te zijn, zijn die ronde banen eigenlijk perfect normaal – voor een systeem met zoveel planeten bij elkaarRapporteren Jørgensen en zijn Niels Bohr-collega Nanna Bach-Møller in een artikel dat op 30 oktober online is gepubliceerd in de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.
Bach-Møller en Jørgensen analyseerden de excentrische paden van 1171 exoplaneten in een baan om 895 verschillende sterren. Het duo vond een nauwe correlatie tussen het aantal planeten en de vorm van de baan. Hoe meer planeten een systeem heeft, hoe meer cirkelvormig hun banen zijn, ongeacht waar je kijkt of om wat voor soort ster ze draaien.
Eerder zagen kleinere studies ook een verband tussen het aantal planeten en baanvormen, zegt astrofysicus Diego Turrini van het Italian National Astrophysics Institute in Rome. Die eerdere studies gebruikten slechts een paar honderd planeten.
“Dit is een zeer belangrijke bevestiging”, zegt Turrini. “Het geeft ons een idee van … hoe waarschijnlijk het is dat er geen strijd in de familie zal zijn, geen destructieve gebeurtenissen, en jullie planetaire systeem zal blijven zoals het gevormd is … lang genoeg om leven voort te brengen.”
Systemen met zoveel planeten als de onze zijn echter buitengewoon zeldzaam. Slechts één bekend systeem komt in de buurt: het TRAPPIST-1-systeem, met zeven ongeveer aardse werelden (SN: 22/02/17). Astronomen hebben tot nu toe geen zonnestelsels gevonden, behalve de onze, met acht of meer planeten. Extrapolerend naar het aantal sterren dat naar verwachting planeten in de melkweg zal hebben, schat Jørgensen dat ongeveer 1 procent van de planetaire systemen evenveel planeten heeft als wij.
“Het is niet uniek, maar het zonnestelsel behoort tot een zeldzaam type planetenstelsel”, zegt hij.
Dat zou kunnen helpen verklaren waarom leven zeldzaam lijkt te zijn in de melkweg, suggereert Jørgensen. Studies naar exoplaneten geven aan dat er miljarden werelden zijn die even groot zijn als de aarde, en door hun banen zouden ze goede plekken zijn voor vloeibaar water. Maar alleen in de zogenaamde “bewoonbare zone” zijn is niet genoeg om een ​​planeet bewoonbaar te maken (SN: 04/10/19).
“Als er zoveel planeten zijn waar we in principe zouden kunnen leven, waarom wemelt het dan niet altijd van UFO’s?” Zegt Jørgensen. “Waarom komen we niet in files met UFO’s?”
Het antwoord zou kunnen liggen in de verschillende geschiedenissen van planetaire systemen met excentrische en cirkelvormige banen. Theorieën over de vorming van zonnestelsels voorspellen dat de meeste planeten worden geboren in een schijf van gas en stof die een jonge ster omcirkelt. Dat betekent dat jonge planeten cirkelvormige banen moeten hebben en dat ze allemaal in hetzelfde vlak moeten draaien als de schijf.
“Je wilt dat de planeten niet te dicht bij elkaar komen, anders kunnen hun interacties het systeem destabiliseren”, zegt Torrini. “Hoe meer planeten je hebt, hoe delicater het evenwicht is.”
Planeten die in elliptische banen terechtkomen, zijn daar mogelijk terechtgekomen via gewelddadige ontmoetingen met naburige planeten, of het nu gaat om directe botsingen die beide planeten uit elkaar halen of bijna-missers die de planeten rond (SN: 27-2-15). Sommige van die ontmoetingen hebben mogelijk planeten helemaal uit hun zonnestelsels verdreven, wat mogelijk verklaart waarom planeten met excentrische banen minder broers en zussen hebben (SN: 20-3-15).
Het voortbestaan ​​van de aarde is daarom mogelijk afhankelijk geweest van het feit dat zijn buren miljarden jaren lang aardig speelden (SN: 25/5/05). Het hoeft ook niet helemaal aan het geweld te zijn ontsnapt, zegt Jørgensen. Een populaire theorie stelt dat Jupiter en Saturnus miljarden jaren geleden in hun banen zijn verschoven, een herschikking die de banen van verre kometen scheef deed slaan en hen in het binnenste zonnestelsel stuurde. Verschillende bewijzen suggereren dat kometen water naar de vroege aarde hadden kunnen brengen (SN: 5/6/15).
“Het is niet de aarde die belangrijk is”, zegt Jørgensen. “Het is de hele configuratie van het planetaire systeem die belangrijk is voor het ontstaan ​​van leven op een aardse planeet.”
