Volgens twee astronomen is het goed mogelijk dat leven alleen kan ontstaan in planetenstelsels met precies de juiste combinatie van asteroïdengordel en grote gasplaneet.

Als je het woord ‘asteroïde’ hoort, denk je misschien in eerste instantie aan het gevaar van een inslag die een flink deel van het leven op aarde kan uitroeien – zoals waarschijnlijk ooit gebeurde met de dinosauriërs. Maar misschien was de aanwezigheid van een asteroïdengordel in ons zonnestelsel tussen de planeten Mars en Jupiter wel één van de voorwaarden voor het ontstaan van leven op aarde. Zo hebben asteroïden waarschijnlijk de aarde zijn water geleverd, alsmede zware elementen en misschien zelfs het leven zelf. Dat soort overwegingen brachten astronomen Rebecca Martin en Mario Livio ertoe eens goed naar asteroïdengordels te kijken. Hoe moeten die eruitzien zodat leven op een planeet in de binnenste regio van het betreffende stelsel kan ontstaan?

Sneeuwgrens

De aanname die Martin en Livio allereerst deden, was dat een asteroïdengordel in een planetenstelsel kan ontstaan door toedoen van een verder van de ster afgelegen grote gasplaneet. (In ons zonnestelsel heeft Jupiter die rol voor zijn rekening genomen.) Zo’n planeet zou er namelijk in de vormingstijd van het stelsel voor hebben gezorgd dat materie die zich wat dichter bij de ster bevond niet kon samenklonteren tot een planeet zoals Mars of de aarde, maar een ring van brokstukken en -stukjes bleef, oftewel: een asteroïdengordel.

De plek waar dat zou gebeuren, zou volgens de twee astronomen moeten liggen rond de zogenoemde ‘sneeuwgrens’ van het stelsel. Dit is een denkbeeldige lijn waarbuiten ijs kan ontstaan. Vervolgens keken Martin en Livio naar andere planetenstelsels die een asteroïdengordel lijken te hebben. En inderdaad: die gordels bleken zich te bevinden rond de plek waar volgens hun berekeningen de sneeuwgrens van het betreffende stelsel zou moeten liggen.

Verstoorde gordel

Vervolgens brengen de sterrenkundigen echter een probleem onder de aandacht: verreweg de meeste grote gasplaneten die we hebben gevonden buiten ons eigen zonnestelsel, staan heel dicht bij de ster waar ze omheen cirkelen. Het idee is daarbij dat ze een eind voorbij de sneeuwgrens zijn gevormd – en rond die sneeuwgrens eventueel een asteroïdengordel hebben laten ontstaan – om vervolgens naar binnen toe te migreren. Doordat zo’n gasplaneet bij die migratie dóór die asteroïdengordel beweegt, wordt die laatste flink verstoord (zie het bovenste deel van onderstaand plaatje). “Als asteroïdengordels inderdaad een voorwaarde zijn voor het ontstaan van complex leven, dan is het onwaarschijnlijk dat leven zal ontstaan in dergelijke stelsels”, schrijven de wetenschappers in Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society.

Oké, dus dan zijn we aangewezen op stelsels die een grote gasplaneet bevatten niet al te ver van de sneeuwgrens. Die planeet zou wél een een asteroïdengordel moeten ontstaan, maar daar vervolgens niet zelf doorheen moeten banjeren. Daarmee zijn we er echter nóg niet, stellen Martin en Livio. Een gasplaneet moet namelijk wel een béétje migreren, om de asteroïdengordel uit te dunnen. Doet hij dat niet, dan bevat de gordel zoveel brokstukken dat een verder naar binnen gelegen, aardachtige planeet continu te lijden zou hebben onder asteroïdeninslagen (zie het onderste deel van het plaatje). En ook dát vormt een situatie waarin leven waarschijnlijk niet kan gedijen.

Kortom, als we Martin en Livio mogen geloven, is er maar een heel beperkt aantal stelsels waar het samenspel tussen gasplaneet en asteroïdengordel zo is verlopen dat kleine planeten dichter bij de ster een kans maken op leven. Wel hoort daarbij een belangrijke kanttekening: hoogstwaarschijnlijk overschatten we op dit moment de kans dat Jupiter-achtige planeten in andere zonnestelsels naar hun ster toe bewegen. Planeten die zich dicht bij hun ster bevinden, zijn namelijk makkelijker te vinden dan planeten die verder naar buiten toe hun baantjes trekken. Waarschijnlijk hebben we veel gasplaneten die niet of weinig naar binnen toe zijn gemigreerd simpelweg nog niet gezien.

Levensvatbare werelden

Naar aanleiding van hun onderzoek adviseren de wetenschappers om ons bij de zoektocht naar complex leven elders in het heelal in eerste instantie te richten op planetenstelsels die én een asteroïdengordel lijken te hebben, én een gasplaneet die zich daar net buiten bevindt. Die zouden de grootste kans moeten maken om levensvatbare werelden te bevatten.

Bronnen: Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society (PDF), HubbleSite.org

Beeld: A. Feild (STScI)/NASA/ESA