De unieke kenmerken van de aarde, inclusief haar potentieel voor leven, zijn mogelijk te danken aan een supernova – een nabijgelegen exploderende ster – die ons zonnestelsel al vroeg in zijn vorming van vitale radioactieve elementen heeft voorzien. Deze ontdekking suggereert dat aardachtige planeten veel vaker voorkomen in de Melkweg dan eerder werd gedacht.
Het ontbrekende ingrediënt: radioactieve elementen
Oude meteorieten onthullen dat het vroege zonnestelsel rijk was aan warmteproducerende radioactieve materialen, die water uit ruimterotsen en kometen verdampten. Dit proces was essentieel om het waterpeil op aarde op een bewoonbaar niveau te brengen. Maar waar deze elementen vandaan kwamen was een raadsel. Het is bekend dat supernova’s dergelijke materialen produceren, maar simulaties van explosies op korte afstand hadden moeite om de exacte verhoudingen te evenaren die in meteorietmonsters worden aangetroffen – en liepen het risico het opkomende zonnestelsel volledig te vernietigen.
Een proces in twee fasen: afstand is belangrijk
Nieuw onderzoek onder leiding van Ryo Sawada van de Universiteit van Tokio stelt een oplossing voor: een supernova op ongeveer 3 lichtjaar afstand had de noodzakelijke radioactieve ingrediënten kunnen leveren zonder een catastrofale verstoring te veroorzaken. Dit model werkt in twee fasen. Ten eerste leveren schokgolven van de explosie direct elementen als aluminium en mangaan af. Ten tweede interageren hoogenergetische kosmische stralen van de supernova met materialen in de zich vormende zonneschijf, waardoor extra radioactieve elementen ontstaan, zoals beryllium en calcium.
“Eerdere modellen waren alleen gericht op materie-injectie. Ik besefte dat we hoogenergetische deeltjes negeerden”, zegt Sawada. “Het jonge zonnestelsel werd waarschijnlijk overspoeld door dit deeltjesbad.”
Implicaties voor planeetvorming
Dit herziene scenario vergroot de kans op de vorming van aarde-achtige planeten in de Melkweg. Eerdere modellen vereisten een onwaarschijnlijk nabije supernova, vergelijkbaar met ‘het winnen van de loterij’. Met een iets grotere afstand wordt het proces echter veel gebruikelijker. Het team schat dat 10-50% van de zonachtige sterrenstelsels op deze manier zijn ontstaan.
Toekomstige zoekopdrachten
Indien bevestigd, zou dit mechanisme toekomstige zoektochten naar exoplaneten kunnen begeleiden. Telescopen zoals het Habitable Worlds Observatory van NASA zouden zich kunnen concentreren op systemen in de buurt van oude supernovaresten om de systemen te identificeren die het meest waarschijnlijk aardachtige werelden herbergen. De balans tussen vernietiging en creatie is van cruciaal belang, zoals Cosimo Inserra van Cardiff University opmerkt: “Je hebt de juiste elementen en de juiste afstand nodig.”
Deze ontdekking verdiept niet alleen ons begrip van de oorsprong van de aarde, maar suggereert ook dat de omstandigheden voor leven wellicht wijdverspreider zijn in het universum dan we ooit geloofden.
