Aarde en Venus niet langer de enige vulkanische planeten

Stel je een planeet ter grootte van de aarde voor die helemaal niet op de aarde lijkt. Voor de helft van deze wereld is het permanent overdag, de andere helft zit permanent in de nacht. Daarenboven is deze planeet bedekt met actieve vulkanen. Wel, astronomen hebben die planeet ontdekt.

Planeet LP 791-18d draait om een kleine rode dwergster op ongeveer 90 lichtjaar afstand. Vulkanische activiteit maakt de ontdekking bijzonder opmerkelijk voor astronomen omdat vulkanisme de interactie tussen het binnenste en de buitenste van een wereld vergemakkelijkt.

Bij de foto: LP 791-18 d is een wereld ter grootte van de aarde op ongeveer 90 lichtjaar afstand. De aantrekkingskracht van een massievere planeet in het systeem, weergegeven als een blauwe schijf op de achtergrond, kan leiden tot interne opwarming en vulkaanuitbarstingen - evenveel als Jupiters maan Io, het meest geologisch actieve lichaam in het zonnestelsel. Afbeelding: NASA's Goddard Space Flight Center / Chris Smith / KRBwyle

“Waarom is vulkanisme belangrijk? Het is de belangrijkste bron die bijdraagt aan een planetaire atmosfeer, en met een atmosfeer zou je vloeibaar oppervlaktewater kunnen hebben - een vereiste om het leven zoals wij dat kennen in stand te houden, "zei UC Riverside-astrofysicus Stephen Kane.

Astronomen wisten al van twee andere werelden in dit sterrenstelsel, LP 791-18b en c. De buitenste planeet, c, is ongeveer 2,5 keer zo groot als de aarde en bijna negen keer zo zwaar.
Tijdens elke baan rond de ster komen planeten c en d heel dicht bij elkaar. Daarbij veroorzaakt de enorme omvang van c een aantrekkingskracht die de baan van planeet d elliptischer maakt in plaats van perfect cirkelvormig. Deze vervorming van de baan veroorzaakt wrijving die het inwendige van de planeet verhit, waardoor vulkanische activiteit aan het oppervlak ontstaat.

Onderzoekers vonden de planeet met behulp van NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS en de gepensioneerde Spitzer Space Telescope. Kane maakte deel uit van het team dat de originele TESS-waarnemingen deed, en hij was co-auteur van een paper over de nieuw ontdekte planeet die werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Een ander belangrijk kenmerk van de planeet, zoals beschreven in de krant, is het feit dat deze niet roteert.

"LP 791-18d is getijdengebonden, wat betekent dat dezelfde kant constant naar zijn ster is gericht", zegt Björn Benneke, corresponderende co-auteur van het artikel en professor astronomie aan het Trottier Institute for Research on Exoplanets, gevestigd aan de Universiteit van Montreal.

Bij de foto: Sapas Mons, een grote vulkaan op Venus, heeft een diameter van ongeveer 400 km. Het werd afgebeeld door het Magellan-ruimtevaartuig, met een lichtbron die van de linkerkant van het beeld kwam. Foto: Abeelding met dank aan JGR Planets

“De dagzijde zou waarschijnlijk te heet zijn voor vloeibaar water aan de oppervlakte. Maar de hoeveelheid vulkanische activiteit waarvan we vermoeden dat deze overal op de planeet plaatsvindt, kan een atmosfeer in stand houden, waardoor water aan de nachtzijde kan condenseren,' zei Benneke.

Hoewel de aanwezigheid van zoveel constant uitbarstende vulkanen de planeet waarschijnlijk onbewoonbaar zou maken, biedt hun aanwezigheid nieuwe informatie over evolutie.
"Een grote vraag in de astrobiologie, het veld dat in grote lijnen de oorsprong van het leven op aarde en daarbuiten bestudeert, is of tektonische of vulkanische activiteit noodzakelijk is voor het leven", zegt Jessie Christiansen, co-auteur van het artikel en onderzoekswetenschapper van het California Institute of Technology.

Bij de foto: Wetenschappers hebben direct bewijs gezien van actief vulkanisme op de tweelingzus van de aarde, Venus. Dit 3D-model van het oppervlak van Venus toont de top van Maat Mons, de vulkaan die tekenen van activiteit vertoont. Afbeelding: NASA/JPL-Caltech

"Naast het creëren van een atmosfeer, kunnen deze processen materialen doen ontstaan die anders zouden zinken en vast komen te zitten in de korst, inclusief die waarvan we denken dat ze belangrijk zijn voor het leven, zoals koolstof," zei Christiansen.
De recente ontdekking van actieve vulkanen op Venus laat ook zien dat planeten van de grootte van de aarde kunnen blijven bijdragen aan hun atmosfeer, met of zonder platentektoniek.
De belangrijkste bestanddelen van vulkanische emissies zijn koolstofdioxide en waterdamp, broeikasgassen die kunnen helpen een planeet warm te houden. "Op Venus bleef vulkanische koolstofdioxide in de atmosfeer, waardoor de planeet in een op hol geslagen broeikastoestand terechtkwam", zei Kane.

"Tegenwoordig zijn de oppervlaktetemperaturen op Venus meer dan 454 graden Celsius - zo heet als een houtgestookte pizzaoven - en de kans op leven is daar klein. Maar dat is misschien niet altijd zo geweest', zegt hij.

"Vulkanen kunnen een groot stuk van de puzzel zijn over wat er werkelijk op Venus is gebeurd. Planeten zoals LP 791-18d kunnen belangrijke inzichten opleveren in hoe vulkanen in de loop van de tijd planetaire omgevingen vormgeven, inclusief die van Venus en de aarde.

Vertaling: Jan Vyvey
Bron: University of California Riverside