Veel Tatooine-achtige planeten rond dubbelsterren kunnen bewoonbaar zijn

SEATTLE — De thuisplaneet van Luke Skywalker binnen Star Wars is het spul van science fiction. Maar Tatooine-achtige planeten in een baan rond sterrenparen zijn misschien wel onze beste gok in de zoektocht naar bewoonbare planeten buiten ons zonnestelsel.

Veel sterren in het heelal komen in paren voor. En veel daarvan zouden planeten in een baan om hen heen moeten hebben (SN: 25-10-21). Dat betekent dat er veel meer planeten rond dubbelsterren kunnen draaien dan rond solitaire sterren zoals de onze. Maar tot nu toe had niemand een duidelijk idee of de omgeving van die planeten bevorderlijk zou kunnen zijn voor leven. Nieuwe computersimulaties suggereren dat het leven in veel gevallen kunst zou kunnen imiteren.

Aardachtige planeten die in een baan rond sommige configuraties van dubbelsterren draaien, kunnen dat wel minstens een miljard jaar in stabiele banen blijven, rapporteerden onderzoekers op 11 januari tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society. Dat soort stabiliteit, zo stellen de onderzoekers, zou voldoende zijn om leven mogelijk te maken, op voorwaarde dat de planeten niet te warm of te koud zijn.

Van de planeten die bleven hangen, bleef ongeveer 15 procent in hun bewoonbare zone – een gematigd gebied rond hun sterren waar water vloeibaar kon blijven – de meeste of zelfs de hele tijd.

De onderzoekers voerden simulaties uit van 4.000 configuraties van dubbelsterren, elk met een aardachtige planeet in een baan eromheen. Het team varieerde zaken als de relatieve massa van de sterren, de grootte en vorm van de banen van de sterren om elkaar heen en de grootte van de baan van de planeet rond het binaire paar.

De wetenschappers volgden vervolgens de beweging van de planeten gedurende een gesimuleerde tijd van maximaal een miljard jaar om te zien of de planeten in een baan zouden blijven over het soort tijdschalen dat leven mogelijk zou maken.

Een planeet die in een baan rond dubbelsterren draait, kan uit het sterrenstelsel worden geschopt vanwege ingewikkelde interacties tussen de planeet en de sterren. In de nieuwe studie ontdekten de onderzoekers dat van planeten met grote banen rond sterparen slechts ongeveer 1 op de 8 uit het systeem werd geschopt. De rest was stabiel genoeg om de hele miljard jaar in een baan om de aarde te blijven draaien. Ongeveer 1 op de 10 vestigde zich in hun bewoonbare zone en bleef daar.

Van de 4.000 planeten die het team simuleerde, behielden er ongeveer 500 een stabiele baan waardoor ze ten minste 80 procent van de tijd in hun bewoonbare zone bleven.

„De bewoonbare zone . . . zoals ik het tot nu toe heb gekarakteriseerd, varieert van bevriezen tot koken, “zei Michael Pedowitz, een niet-gegradueerde student aan het College of New Jersey in Ewing, die het onderzoek presenteerde. Hun definitie is overdreven streng, zei hij, omdat ze ervoor kozen aardachtige planeten te modelleren zonder atmosfeer of oceanen. Dat is eenvoudiger te simuleren, maar het zorgt er ook voor dat de temperaturen op een planeet wild kunnen fluctueren terwijl deze in een baan om de aarde draait.

“Een atmosfeer en oceanen zouden temperatuurschommelingen redelijk goed kunnen afvlakken”, zegt medeauteur van het onderzoek Mariah MacDonald, een astrobioloog die ook aan het College of New Jersey verbonden is. Een overvloed aan lucht en water zou een planeet mogelijk in staat stellen om bewoonbare omstandigheden te behouden, zelfs als ze meer tijd buiten de nominale bewoonbare zone rond een dubbelstersysteem zou doorbrengen.

Het aantal potentieel bewoonbare planeten “zal toenemen zodra we atmosferen toevoegen”, zegt MacDonald, “maar ik kan nog niet zeggen met hoeveel.”

Zij en Pedowitz hopen de komende maanden meer geavanceerde modellen te bouwen, en hun simulaties verder dan een miljard jaar uit te breiden en veranderingen in de sterren op te nemen die van invloed kunnen zijn op de omstandigheden in een zonnestelsel naarmate het ouder wordt.

De mogelijkheid van stabiele en bewoonbare planeten in dubbelstersystemen komt op het juiste moment aan de orde, zegt Penn State astrofysicus Jason Wright, die niet betrokken was bij het onderzoek.

“Op dat moment Star Wars uitkwam,’ zegt hij, ‘we wisten niets van planeten buiten het zonnestelsel, en dat zouden we de komende 15 jaar ook niet weten. Nu weten we dat het er veel zijn en dat ze om deze dubbelsterren draaien.”

Deze simulaties van planeten die rond dubbelsterren draaien, kunnen als leidraad dienen voor toekomstige experimenten, zegt Wright. “Dit is een onderbelichte populatie van planeten. Er is geen reden waarom we er niet achteraan kunnen gaan, en studies als deze laten ons vermoedelijk zien dat het de moeite waard is om het te proberen.”