Als de baan van reuzenplaneet Jupiter een iets andere vorm had gehad, zou de aarde nóg geschikter voor leven zijn dan hij nu is, stellen Amerikaanse en Australische onderzoekers.
Wie een blik werpt op de andere planeten in ons zonnestelsel, zal al gauw zeggen: ‘Bewoonbaarder dan de aarde wordt het niet.’ Ga je een eindje richting de zon, dan wordt het al snel te heet voor leven. Ga je de andere kant op, dan wordt het al gauw te koud. Maar maakt dat de aarde daadwerkelijk het toppunt van ‘leefbaarheid’? Of kan het stiekem nóg een stukje beter?
Ja, stellen Pam Vervoort, promovendus aard- en planeetwetenschappen aan de Universiteit van Californië te Riverside en collega’s in een nieuw wetenschappelijk artikel. Als Jupiters baan een andere vorm had gehad, was de aarde nog wat bewoonbaarder geweest.
Lees ook:
Boven het vriespunt
Vervoort en haar team concluderen dat uit computersimulaties van ons zonnestelsel, waarbij ze de positie en de baan van Jupiter varieerden. Onder andere maakten ze de ellipsvormige baan van Jupiter langgerekter. Gevolg daarvan was dat de aardbaan óók meer van een cirkel ging afwijken dan hij nu doet. “Zo’n aarde zal net iets warmer zijn dan de onze,” zegt Vervoort. “Daardoor zal voor een groter deel van het oppervlak de temperatuur boven het vriespunt liggen, wat gunstig is voor de bewoonbaarheid.”
Daar voegt ze gelijk aan toe dat dit effect niet vergelijkbaar is met de huidige opwarming van de aarde. “Die zorgt voor een heel snelle klimaatverandering, die negatieve gevolgen heeft voor veel planten- en diersoorten.”
Extreme temperaturen
Verder heeft het gunstige effect van een uitgerektere Jupiterbaan op de aarde wel zijn grenzen, vervolgt Vervoort. “Als Jupiters baan al te langgerekt is, wordt het hele planeetstelsel instabiel en zullen planeten met elkaar gaan botsen.”
Wat je ook niet wil, is dat Jupiter dichter bij de aarde staat dan nu het geval is. “Dat zorgt ervoor dat stand van de aardas hevig gaat fluctueren”, zegt Vervoort. “Momenteel maakt die een hoek van 23 graden, wat ervoor zorgt dat we seizoenen hebben. Wordt die hoek veel groter, dan zal een groot deel van het aardoppervlak in de winter temperaturen onder het vriespunt hebben. In de zomer zullen er juist extreem hoge temperaturen zijn. Zulke snelle temperatuurschommelingen zullen waarschijnlijk nadelig zijn voor de bewoonbaarheid van een planeet.”
‘Nogal woeste aannames’
Simon Portegies Zwart, hoogleraar sterrenkunde aan de Universiteit Leiden, vindt het een interessante gedachte om te kijken naar hoe de aarde nog bewoonbaarder zou kunnen. “We kennen vooral heel veel manieren waarop een planeet mínder bewoonbaar dan de aarde kan zijn.”
Over de studie an sich is hij echter kritisch. Ten eerste bestrijken de simulaties van Vervoort en collega’s maar 10 miljoen jaar. “Dat is een veel te korte periode om iets te kunnen zeggen over de stabiliteit van een bepaald planetenstelsel op de langere termijn”, stelt Portegies Zwart.
Ten tweede noemt de Leidse astronoom het een “nogal woeste aanname” dat de onderzoekers de aarde in hun simulaties behandelen als een bol van vast materiaal. “De aardas beweegt juist mede doordat de aarde van binnen deels vloeibaar is.” Ook vindt hij het een vreemde keus dat de maan in het onderzoek wordt genegeerd. “De maan is erg belangrijk voor de hoek die de aardas maakt.”
Geen haalbare kaart
Een andere vraag is: stel dat in ons zonnestelsel een meer uitgerekte Jupiterbaan zorgt voor een leefbaardere aarde… Is dat dan ook zo voor andere zonnestelsels? “Geen twee planetenstelsels zijn precies hetzelfde”, zegt Vervoort. “Daarom zul je voor elk stelsel apart moeten bepalen of de zwaartekrachten die er spelen voor- of nadelig zijn voor de bewoonbaarheid van een planeet.”
Helaas is dat op dit moment geen haalbare kaart. “Met de huidige technologieën kunnen we nog te weinig achterhalen over hoe andere planetenstelsels in elkaar zitten”, zegt Vervoort. “Misschien zien we wel hele planeten over het hoofd. En het blijft moeilijk om de massa’s van andere sterren en hun planeten goed in te schatten. Ook hebben we vrijwel geen informatie over de richtingen waarin de assen van planeten buiten ons zonnestelsel staan.”
Breder toepasbaar?
Toch verwacht Vervoort dat sommige resultaten van de studie breder toepasbaar zijn, zoals: een Jupiter-achtige gasplaneet met een uitgerekte ellipsbaan zal in zijn algemeenheid gunstig zijn voor aardachtige planeten dichter bij de zon, terwijl het minder gunstig zal uitpakken als zo’n planeet te dicht op zijn kleinere broertjes staat.
Portegies Zwart denkt echter dat je voor een ander planetenstelsel toch de hele simulatie over zult moeten doen, wil je daar conclusies over kunnen trekken. “Op het moment dat je een computersimulatie moet doen om te zien wat er gebeurt als je Jupiter bijvoorbeeld 10 procent dichter bij de zon zet, begrijp je niet echt wat er gebeurt, in termen van oorzaak en gevolg. En dat betekent dat je voor een ander planetenstelsel al je berekeningen opnieuw zult moeten doen.”
Bronnen: The Astronomical Journal, ScienceAlert