Koolstofplaneten: stof tot nadenken

De studie van exoplaneten - werelden die rond verre sterren draaien - staat nog in de kinderschoenen. Toch hebben onderzoekers al honderden werelden ontdekt die zo uiteenlopend verschillend zijn: reuzen die Jupiter kunnen platwalsen, kleine keien die roodgloeiend rond hemelse ovens draaien, pluizige bollen met de dichtheid van veenmos,... dan zijn er nog andere exoplaneten die er zeer vertrouwd uitzien, maar dan weer opvallen met een overvloed aan zeldzame grondstoffen en omgekeerd.

Neem nu koolstof: het basisingrediënt voor organisch materiaal en een aantal van de meest kostbare materialen van de mens, van diamant tot olie. Ondanks zijn immense belangrijkheid, is koolstof eerder zeldzaam en beslaat nog niet 0,1 procent van het materialenpakket waaruit de Aarde bestaat.

Maar op andere werelden kan koolstof zo voorkomend zijn als grond. Het zou zelfs één en hetzelfde kunnen zijn. Een exoplaneet op 40 lichtjaren van ons verwijderd, werd recentelijk geïdentificeerd als veelbelovende kandidaat onder die noemer, waar koolstof domineert en waar de druk binnenin de planeet gigantische hoeveelheden van dit element in diamant omzet.

De planeet, gekend als 55 cancri e, zou een grafieten korst kunnen hebben van verschillende honderden kilometers dik. "Als je daaronder zou gaan, zou je een dikek laag diamant tegenkomen," zegt astrofysicus Nikku Madhusudhan, een postdoctoraat aan Yale University. Het diamanten deel zou een derde van de dikte van de planeet beslagen.

Koolstofgebaseerde werelden zouden hun specifieke structuur te danken hebben aan een planeetvormingsproces dat zeer van het onze verschilt. Als de samenstelling van onze zon een indicatie is, zou de wolk van stof en gas dat zich tot onze planeten vormde, tot tweemaal zoveel zuurstof dan koolstof moeten bevatten. Dat klopt, de rotsen op aarde bestaan vooral uit zuurstofrijke mineralen die we silicaten noemen. Astronomen hebben bepaald dat de ster van 55 Cancri e een beetje meer koolstof dan zuurstof bevat, wat duidt op een heel ander planeetvormingsproces. Madhusudhan en zijn collega's berekenden dat de eigenschappen van de planeet - dichter dan een waterwereld, maar lichter dan een planeet gemaakt van aardemineralen - overeenkomen met die van een koolstofplaneet. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in de Astrophysical Journal Letters in 2012.

Levensvormen op een koolstofplaneet - mocht deze bestaan - zouden amper overeenkomen met de zuurstofafhankelijke organismen op aarde. De zeldzame zuurstof zou daar een kostbare brandstof zijn op dezelfde manier dat de mens hydrokoolstof brandstof begeert op aarde, stelt Marc Kuchner van het NASA Goddard Space Flight Center. Zelfs hofmakerijrituelen zouden totaal anders zijn. "Je zou niet onder de indruk zijn als iemand je een diamanten ring gaf, maar als je geliefde op de proppen kwam met een glas water zou je pas opgewonden zijn."

Coverfoto door Ron Miller

Artikel via Scientificamerican.com