Hoe groot is de kans op twee leefbare planeten in een sterrenstelsel?

Valentijn, 20 jaar
3 februari 2018

En omgerekend hoeveel van dat soort sterrenstelsels bestaan er in de melkweg? De mensheid is nog niet bewust van leven op andere planeten, misschien omdat dat er niet is. De kans is echter groter dat er wel leven is geweest omdat er zo verschrikkelijk veel planeten zijn. Een van de mogelijke redenen dat we nog niet in contact zijn gekomen is een theorie dat elke vorm van leven/maatschappij te maken krijgt met een groot filter, (broeikaseffect, kernwapens etc). Maar het lijkt mij dus dat dat niet echt mogelijk is als 2 of meer planeten in een sterrenstelsel worden bewoond ipv 1, omdat mocht een van de twee planeten ten onder gaan er nogsteeds technologische vooruitgangen worden geboekt op de andere planeet. Misschien erg vergezocht, maar vandaar mijn vraag.

Antwoord

Eerst een verduidelijking van de nomenclatuur.  Onder 'sterrenstelsels' verstaan wij hetzelfde als 'melkwegstelsels', de grote systemen in het heelal die elk bestaan uit miljarden sterren.  De zon is één van de zowat 100 miljard sterren in ons eigen sterrenstelsel.  Rond vele van die sterren cirkelen planeten, en die individuele sterren met telkens hun eigen planeten noemen we 'sterren met planetenstelsels'.  In het geval van het onze spreken we van het 'zonnestelsel', dat dus bestaat uit de zon en de planeten errond.  Vermits onze zon een ster is, zou het inderdaad niet onlogisch zijn om de andere te duiden als 'sterrenstelsels', maar dat doen we dus niet, vermits die term al op iets anders slaat.

Een tweede algemene opmerking betreft het gebruik van statistische argumenten.  Er zijn inderdaad veel sterren in het zichtbare heelal: een ruwe schatting is dat er 100 miljard sterren per sterrenstelsel zijn, en van de orde van 100 miljard sterrenstelsels, dat geeft dus van de orde van 10^22 sterren.  Dat is heel veel, maar anderzijds nog altijd minder dan het aantal atomen in een gram waterstof!  Het lijkt er vandaag op dat een grote fractie van die sterren planeten hebben in hun bewoonbare zone.  Maar de grote onzekerheid is de overgang van 'bewoonbaar' tot 'bewoond'.  Hoe groot die kans is, kunnen we vandaag heel moeilijk afschatten.  En dat is geen exclusief probleem van sterrenkunde meer.  Om daar meer inzicht in te krijgen, moeten we meer weten over hoe leven ontstaat, hoe het de omgeving aanpast aan haar behoeften, hoe het kan overleven op een evoluerende planeet rond een evoluerende ster (waarbij nu en dan wel eens 'ongelukken' kunnen gebeuren), hoe de complexiteit kan groeien die het leven echt interessant maakt.

En dan hebben we toch wel het probleem dat we die vragen enkel kunnen toetsen aan hetgeen we vaststellen op slechts één planeet in dat grote heelal, namelijk onze eigen aarde.  Die toetsing is mede het domein van de aardwetenschappen en de biologie.  De problematiek daar is absoluut fascinerend en bijzonder veelzijdig.  Wat daarin toch wel blijkt, is dat we bijzonder veel geluk hebben gehad.  Het systeem aarde heeft zich doorheen vele crisismomenten geworsteld, en vaak ging het dan 'juist goed' voor ons.  Waar enerzijds vrij elementaire levensvormen al vroeg op aarde zijn opgedoken, heeft het twee miljard jaar geduurd vooraleer - om een of andere reden - meercellige levensvormen zijn opgedoken, en nog langer vooraleer de geniale uitvinding van de fotosynthese werd gedaan.  Uiteindelijk is het nog maar sinds de laatste 15% van de geschiedenis van de aarde dat het leven de continenten heeft kunnen bevolken.  We weten echt te weinig om met meer dan een natte vinger een statistische waarschijnlijkheid aan al die processen toe te schrijven, en kunnen dus niet uitsluiten dat die heel erg klein is.  Het globale probleem van een statistische benadering van het voorkomen van leven, is dus een beetje een wiskundige limiet van 'oneindig maal nul', en in functie van hoe oneindig oneindig is en hoe nul nul wel is, kan het resultaat groot of klein zijn.

En dan uw vraag zelf.  'Bewoonbaar' is dus niet hetzelfde als 'bewoond', maar moet eerder gezien worden als een basisvoorwaarde.  De 'bewoonbare' zone rond een ster wordt gedefinieerd als het gebied rond de ster waar het niet te warm en niet te koud is om de aanwezigheid van vloeibaar water aan het oppervlak mogelijk te maken.  Want dat lijkt vrij noodzakelijk om de stabiele omstandigheden te creëren waarin complexe chemie kan evolueren, afgeschermd van schadelijke straling; waarbij de interactie van water met de atmosfeer zorgt voor terugkoppeling, via het gepaste broeikaseffect om de temperatuur min of meer constant te houden als de ster evolueert, en om de moleculen die het leven nodig heeft telkens te recycleren; waarbij de interactie van water met continenten zorgt voor een afvlakking van temperatuurscontrasten, en ook de rotsen zachter maakt zodat die over elkaar kunnen schuiven, om op die manier ook de atmosfeer telkens terug kunnen voeden met de bestanddelen die nodig zijn.  Om echt bewoonbaar te zijn in de bewoonbare zone, moet een planeet ook wel de juiste grootte hebben, want die bepaalt in welke mate ze een atmosfeer heeft die de gepaste dichtheid heeft; bemerk dat zonder atmosfeer er hoe dan ook geen sprake kan zijn van vloeibaar water op het oppervlak.  Met die definitie is het perfect mogelijk dat rond een ster meerdere planeten zich in de bewoonbare zone bevinden.  Dat is bijvoorbeeld het geval voor de 'Belgische' planeten rond de ster Trappist-1, waar er drie aan de definitie voldoen.  Al weten we vandaag nog helemaal niet of ze een atmosfeer hebben.

Als er zich dan rond een bepaalde ster leven ontwikkelt rond meerdere planeten, is het extreem onwaarschijnlijk dat dit volkomen synchroon gebeurt, en daarom ook dat het onafhankelijk gebeurt.  In de vroege levensfasen is het waarschijnlijk dat levensvormen van de ene op de andere terecht komen via meteorieten.  Op aarde vinden we meteorieten die van de maan of van Mars komen; ze zijn daar losgemaakt via een grotere meteorieteninslag, en zijn dan na omzwervingen doorheen het zonnestelsel bij ons terecht te komen.  En als er op een ervan een technologische fase zich heeft ontwikkeld, is het erg waarschijnlijk dat ze de andere gaan koloniseren, en ook dat dit gebeurt in een fase waar die andere nog veel minder ver staat in de evolutie.  Ik zou dus geneigd zijn te stellen dat van zodra er één bewoond is, de andere dat ook zijn.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2018
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen