We hopen er allemaal op. Je loopt naar buiten en ziet een andere omgeving dan de blauwe lucht en groene planten van de Aarde. Dit is het moment dat de mensheid andere planeten bewoond. Daarvoor zijn wel leefbare planeten nodig. Gelukkig zijn die veel aanwezig. Nieuw onderzoek in 2020 schatte het aantal leefbare planeten in ons sterrenstelsel op 300 miljoen.

De ontdekking van planeten in het zonnestelsel

Planeten in het zonnestelsel zijn al lang geleden ontdekt. Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus zijn al duizenden jaren geleden voor het eerst geobserveerd door Babylonische sterrenkundige. Uranus werd pas in 1781 ontdekt toen we met telescopen konden werken. Herschel, de ontdekker van Uranus, dacht eerst dat het object dat hij observeerde een komeet was. Hij kwam er echter al snel achter dat hij zojuist een nieuwe planeet in het zonnestelsel had ontdekt.

Neptunus werd later in 1846 ontdekt door de Duitse sterrenkundige Galle en de Franse sterrenkundige Le Verrier. Le Verrier gebruikte wiskunde om de plek van Neptunus vast te stellen. Toen Verrier een goed idee had waar de planeet zich zou bevinden, stuurde hij de coördinaten door naar Galle om zijn voorspellingen te bevestigen. In dezelfde nacht wist Galle Neptunus te vinden, en wel binnen 1° van de voorspellingen van Verrier. De voorspellingen van Le Verrier worden gezien als een van de opmerkelijke momenten van de wetenschap in de 19e eeuw.

De leefbare zone

De leefbare zone is het gebied om een ster waar de temperatuur precies goed is voor vloeibaar water zodat het niet bevriest en niet kookt en er dus leven zou kunnen ontstaan. Daarnaast moet de planeet ongeveer dezelfde eigenschappen hebben als de Aarde. Eerder werd gedacht dat dit alleen maar zou kunnen als de planeet draait om een zon achtige ster. Anders zou er geen planeet als de Aarde om de ster kunnen worden gevormd.

We komen er tegenwoordig achter dat ook op minder gunstigere plekken leven zou kunnen ontstaan. Een rode dwergster is en kleine ster die heel lang leeft. Wanneer er een planeet om deze ster draait, zal deze uiteindelijk een gebonden rotatie krijgen. Dit betekent dat telkens dezelfde kant van de planeet de ster ziet. Hierdoor zou de ene kant heel erg warm worden en de andere kant heel erg koud.

Wanneer zo een planeet echter heel veel water heeft, kan dit water de warmte vervoeren van de warme naar de koude kant. Hierdoor blijft de temperatuur toch overal ongeveer gelijk. Hierdoor zou er toch leven kunnen ontstaan op zo een soort planeet.

Geen leefbare planeten maar leefbare manen

Maar ook buiten de traditionele leefbare zones worden uitzonderingen gevonden, en wel in ons eigen zonnestelsel. Op Titan, een maan van Saturnus, vinden scheikundige reacties plaats die niet te verklaren zijn met de huidige kennis van hoe een planeet werkt. De makkelijkste verklaring voor deze reacties is dat een organisme een stof inademt en een andere uitademt. Dat is echter heel erg ongemakkelijk en dus zeggen de meeste mensen dat het gewoon scheikundige processen zijn die we nog niet begrijpen.

Op Enceladus, een andere maan van Saturnus, is het water echter al aanwezig. Dat is in het eerste oogopslag al apart omdat deze planeet buiten de traditionele leefbare zone ligt.

Het water zou op deze maan eigenlijk bevroren ijs moeten zijn, maar door de hevige gravitatie trekkingen van Saturnus en de andere manen van Saturnus wordt het water toch opgewarmd tot vloeibaar water. Maar ook op andere manen van Jupiter zoals Europa en Ganymedes kan dit proces plaats vinden.

De leefbare zone zou naast water ook zonlicht nodig hebben voor de energie voorziening. Ook dit beeld is in de afgelopen jaren compleet veranderd. Hier op Aarde diep in de oceaan waar geen zonlicht is, leven ook organisme. Dit zijn zogenaamde extremofiele organisme. Deze organisme maken gebruik van de energie van ondergrondse geisers. Deze waterstromen worden door de kern van de Aarde opgewarmd en vervolgens door de extremofiele gebruikt.

De leefbare zone afgebeeld. In dit gebied kunnen leefbare planeten zich bevinden.
De leefbare zone afgebeeld. In dit gebied kunnen leefbare planeten zich bevinden (NASA).

Hoeveel leefbare planeten zijn er?

Nieuw onderzoek in 2020 schatte het aantal leefbare planeten in ons sterrenstelsel op 300 miljoen. Voorgaande schattingen over het aantal leefbare planeten in ons sterrenstelsel waren vooral gebaseerd op de afstand van een planeet tot de ster.

Het nieuwe onderzoek houdt ook rekening met de hoeveelheid licht die de planeet ontvangt van zijn ster, dit zorgt voor een verandering in de kans dat er vloeibaar water op de planeet aanwezig is. De wetenschappers gebruikte data van zowel de Kepler telescoop als de Gaia telescoop. Dit geeft een beter beeld van de diversiteit sterren en exoplaneten (planeten die draaien om een andere ster dan de Zon).

De Kepler telescoop heeft zelf al ruim 2.800 exoplaneten gevonden. Hiervan zijn er een paar honderd die binnen de leefbare zone liggen. Door dit getal te extrapoleren is het getal van 300 miljoen leefbare planeten naar voren gekomen.

Dichtstbijzijnde leefbare planeten

De dichtstbijzijnde mogelijk leefbare planeet draait om de dichtstbijzijnde ster Proxima Centauri op een afstand van 4,22 lichtjaar. De planeet Proxima B, ontdekt in 2016, is 1.3 keer zo zwaar als de Aarde en heeft een omlooptijd om zijn ster van ongeveer 11.2 dagen zoals wij die kennen.

Doordat Proxima Centauri een rode dwerg ster is, zijn er veel wetenschappers die twijfelen of leven hier wel mogelijk zou zijn. Een rode dwerg heeft grote verschillen in de hoeveelheid warmte die het afgeeft, hierdoor is er geen constante temperatuur op de planeet. Ook het eerder besproken gebonden rotatie maakt leven onwaarschijnlijk, echter hoeft dit dus niet te betekenen dat er helemaal geen leven mogelijk is.

Alpha Centauri, twee sterren die om elkaar heen draaien, vormt samen met Proxima Centauri een driedelig systeem. Om Alpha Centauri A of B wordt de kans op 75% geschat dat daar en leefbare planeet te vinden is. Alpha Centauri is het doel van verschillende exoplaneet zoek missies. Daarnaast zijn er nog een tientallen andere mogelijk leefbare exoplaneten binnen 50 lichtjaar afstand.

Nieuwe planeet 2021

Het is gelukt om een exoplaneet rechtstreeks op beeld vast te leggen. In augustus 2021 kwam dit nieuwe in een nieuwe studie naar buiten. Het is heel moeilijk om een kleine planeet om een andere ster te zien met de bestaande telescopen. Deze vinding is nog indrukwekkender omdat het om een afgestudeerde student gaat die de ontdekking deed.

De gevonden exoplaneet heeft de naam Coconuts-2b gekregen. Dit is een gasreus op 35 lichtjaar afstand. De planeet draait om een rode dwerg ster op een afstand van 6.000 AE (6.000 keer zo ver als de Aarde om de Zon draait). Het stelsel heet Coconuts-2

Coconuts-2b is ongeveer 6 keer zo zwaar als Jupiter. Het is een erg koele gasreus met een maximale temperatuur van 160 graden Celsius. De planeet is nog vrij jong en bezit nog restwarmte van zijn vorming. Deze warmte wordt als infrarode straling uitgezonden. De straling is vervolgens opgevangen en bekeken.

Doordat deze gasreus zo ver van zijn ster staat, kan er goed onderzoek worden gedaan aan het ontstaan van een gasreus. Daar is nog weinig van bekend. Coconuts-2b is eigenlijk een veelbelovend lab waar we in de toekomst vele van gaan leren.

Leefbare planeet Kepler

Kepler-186f is op 17 april 2014 ontdekt en is de eerst gevonden planeet die binnen de bewoonbare zone ligt van een andere ster dan de Zon. Kepler-186f is door de NASA ruimtetelescoop Kepler gevonden. De ster waar de Kepler planeet om heen draait is een rode dwerg ster die half zo zwaar is als de Zon.

De planeet maakt elke 130 dagen een rondje om de ster en ontvangt ongeveer 1/3 van de energie die de Aarde ontvangt van de Zon. Dit systeem dat 500 lichtjaar van ons vandaag ligt bevat nog 4 andere planeten. Deze liggen allemaal echter ver binnen de bewoonbare zone en zijn dus veel te warm voor leven.

Impressie hoe Kepler-186f eruit kan zien. Dit is misschien wel een leefbare planeet.
Impressie hoe Kepler-186f eruit kan zien. Dit is misschien wel een leefbare planeet.

De vergelijking van Drake

De wiskundige vergelijking van Drake stelt hoeveel intelligente beschavingen in het melkwegstelsel met ons zouden kunnen communiceren via radio signalen. In deze vergelijkingen staan een variabelen als de fractie van sterren met planeten, de fractie van de planeten die leven ontwikkelt en de fractie van dat leven dat intelligent is. De waarde van veel termen zijn nog onbekend.

Toch kan je wel met de formule rekenen. De formule levert volgens sommige naar schatting 10 tot 1000 communicerende beschavingen op. Alleen in het melkwegstelsel zouden dus alleen al 10 tot 1000 andere beschavingen zijn. Door deze getallen zijn er zelfs wetenschappers die opzettelijk naar buitenaarde radiosignalen aan het zoeken zijn. Deze zoektocht heet ook wel SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).