Over Alien World, It Rains Rocks

Wetenschappers hebben lang geloofd dat, zonder onze maan, de schuine stand van de aarde in de loop van de tijd sterk zou veranderen, van nul graden, waarbij de zon boven de evenaar blijft, tot 85 graden, waar de zon bijna direct boven een van de polen schijnt.

De stabiliteit van een planeet heeft een effect op de ontwikkeling van het leven. Een planeet die heen en weer zweeft op zijn as terwijl hij rond de zon draait, zou grote schommelingen in het klimaat ervaren, die dan mogelijk de evolutie van een gecompliceerd leven zouden kunnen beïnvloeden.

Nieuwe simulaties tonen echter aan dat, zelfs zonder een maan, de schuine stand van de as van de aarde - bekend als zijn schuinstand - slechts ongeveer 10 graden zou variëren. De invloed van andere planeten in het zonnestelsel had een maanloze aarde stabiel kunnen houden. [10 coolste nieuwe maan-ontdekkingen]

Het stabiliserende effect dat onze grote maan heeft op de rotatie van de Aarde is daarom mogelijk niet zo cruciaal voor het leven als eerder werd aangenomen, volgens een paper van Jason Barnes van de Universiteit van Idaho en collega's die werd gepresenteerd tijdens een recente bijeenkomst van de American Astronomical Society.

Het nieuwe onderzoek suggereert ook dat manen niet nodig zijn voor andere planeten in het universum om mogelijk bewoonbaar te zijn.

Zoals de wereld verandert

Vanwege de zwaartekracht van zijn ster draait de as van een planeet gedurende een tienduizenden jaren als een kinderbovenkant. Hoewel het zwaartepunt constant blijft, beweegt de richting van de tilt in de loop van de tijd, of precesses (zoals astronomen het noemen).

Evenzo preciseert een baanvlak van een planeet. Wanneer de twee synchroon lopen, kan de combinatie ervoor zorgen dat de totale scheefstand van de planeet chaotisch schommelt. Maar er is aangetoond dat de zwaartekracht van de maan op de aarde een stabiliserend effect heeft. Door de rotatie-precessie van de aarde te versnellen en uit de pas te laten lopen met de precessie van de baan van de aarde, minimaliseert het fluctuaties en creëert het een meer stabiel systeem.

Naarmate de aardse manen gaan, heeft de aardemaan een grote omvang - slechts ongeveer honderd keer kleiner dan de oorspronkelijke planeet. Ter vergelijking: Mars is meer dan 60 miljoen keer zo omvangrijk dan zijn grootste maan, Phobos.

Het verschil is aanzienlijk, en met goede reden - terwijl de Marsmanen lijken te zijn gevangen asteroïden, wetenschappers denken dat de maan van de aarde gevormd toen een Mars-en kleinbedrijf lichaam crashte in de jonge planeet, blazen uit stukken die later geconsolideerd als de maan-satelliet - een satelliet die de helling van de planeet beïnvloedt.

Wetenschappers schatten dat slechts één procent van alle terrestrische planeten een substantiële maan zal hebben. Dit betekent dat de meeste van dergelijke planeten naar verwachting grote veranderingen in hun helling zullen ervaren.

De aantrekkingskracht van de planeten

Hoewel de maan van de aarde enige stabiliteit biedt, onthullen de nieuwe gegevens dat de aantrekkingskracht van andere planeten die rond de zon draaien - met name Jupiter - zou voorkomen dat de aarde te wild zou slingeren, ondanks haar chaotische evolutie. [10 Extreme Planet-feiten]

"Omdat Jupiter de meest massieve is, definieert het echt het gemiddelde vlak van het zonnestelsel", zei Barnes.

Zonder maan hebben Barnes en zijn medewerkers vastgesteld dat de aardverschuiving slechts over een half miljard jaar 10 tot 20 graden zou variëren.

Dat klinkt niet veel, maar de veranderingen van 1 tot 2 graden die de planeet nu vertoont, worden verondersteld gedeeltelijk verantwoordelijk te zijn voor de ijstijden.

Volgens Barnes is de huidige verschuiving "een klein effect, maar in combinatie met het huidige klimaat van de aarde veroorzaakt dit grote veranderingen."

Toch is een verandering van 10 graden geen enorm probleem als het om het leven gaat. "(Het zou effecten hebben, maar niet de ontwikkeling van grootschalig, intelligent leven uitsluiten."

Verder, als Jupiter dichterbij was, legt Barnes uit, zou de baan van de aarde sneller preciseren, en zou de maan de planeet feitelijk meer wild laten fluctueren in plaats van minder.

"Een maan kan stabiliseren of destabiliseren, afhankelijk van wat er gebeurt in de rest van het systeem," zei hij.

Het voordeel van een backspin

Het team bepaalde ook dat planeten met een retrograde of achterwaartse beweging kleinere variaties zouden moeten hebben dan degenen die in dezelfde richting draaien als hun bovenliggende ster, ondanks een grote maan.

"We denken dat de initiële draairichting willekeurig zou moeten zijn," zei Barnes. "Als dat zo is, zouden de helft van de planeten daar geen problemen hebben met obliquiteitsvariaties."

Wat bepaalt de manier waarop een planeet draait? Hij vermoedt dat 'alles wat de planeet als laatste treft, de rotatiesnelheid bepaalt'.

Een 50/50-opname met retrograde precessie, gecombineerd met de waarschijnlijkheid dat andere planeten in het systeem de planeet op zijn kant laten kantelen, betekent dat meer terrestrische planeten mogelijk bewoonbaar kunnen zijn. Barnes waagde de inschatting dat ten minste 75 procent van de rotsachtige planeten in de bewoonbare zone stabiel genoeg zijn om het leven te laten evolueren, hoewel hij merkt dat aanvullende studies nodig zijn om dat te bevestigen of te ontkrachten.

Ter vergelijking: het vorige idee dat een grote maan nodig was voor een constante tilt betekende dat slechts ongeveer 1 procent van de planeten op aarde een stabiel klimaat zou hebben.

"Een grote maan kan zich stabiliseren (een planeet)," zei Barnes, "maar in de meeste gevallen is het niet nodig."