Een bewoonbare planeet
advertisement
Een bewoonbare planeet Inga Kamp • Inleiding • Ontdekking van exoplaneten • Protoplanetaire schijven • De vorming van de Aarde • Water en leven op Aarde Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Ons zonnestelsel Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis Zonnenevel (Kant & Laplace 18de eeuw) Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 51 Pegasi Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 51 Pegasi Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 Michele Mayor, Didier Queloz Geoff Marcy, Paul Butler Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 2004 2005 2008 Michaud & Mcintosh Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Geschiedenis 18de eeuw 1995 afstand 600 lichtjaar 14-35 aardmassas water wereld of een tweede aarde? (Borucki et al.) 2004 2005 2008 2010 2011 Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 Corot en Kepler 2004 2005 2008 2010 2011 Inleiding 18de eeuw 1995 2004 2005 2008 2010 2011 Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Geschiedenis Radiële snelheid -> Mplaneet sin i; Transits -> Rplaneet, i Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding … maar hoe vormen planeten ? Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Een nieuwe ster gaat vormen Een dichte wolk trekt samen onder zijn eigen zwaartekracht Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Een nieuwe ster gaat vormen afstand ~ 2100 pc leeftijd ~ 2 106 yr Grootte van een planetenstelsel Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Een nieuwe ster gaat vormen Omdat er een netto rotatie is, vormt zich een centrale massa (de ster) en een schijf Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven hoogte in de zonnenevel Water en leven op Aarde Ontdekking exoplaneten Inleiding Water in protoplanetaire schijven hoeveelheid water afstand van de ster Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Water in protoplanetaire schijven water (H2O) acetylene (C2H2) De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven hoogte in de zonnenevel Water en leven op Aarde Ontdekking exoplaneten Inleiding Water in protoplanetaire schijven hoeveelheid water afstand van de ster Moleculen onder anderen water en organisch materiaal Inleiding Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Water in protoplanetaire schijven Carr & Najita Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Waarom planeetvorming moeilijk is… 12 orders van grootte in straal 5cm 5 m 500m 5km 36 orders van grootte in massa 6ng 6g 6tons 6 1024kg Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Waarom planeetvorming moeilijk is… 12 orders van grootte in straal 5cm 5 m 500m 5km 36 orders van grootte in massa 6ng 6g 6tons Botsingen tussen stof 6 1024kg Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Waarom planeetvorming moeilijk is… 12 orders van grootte in straal 5cm 5 m 500m 5km 36 orders van grootte in massa 6ng 6g 6tons ??? 6 1024kg Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Waarom planeetvorming moeilijk is… 12 orders van grootte in straal 5cm 5 m 500m 5km 36 orders van grootte in massa 6ng 6g 6tons Botsingen tussen planetesimalen 6 1024kg Blum et al. (vacuum/gewichtslooheid in de valtoren in Bremen) Inleiding Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Planeetvorming in het lab twee cm grote stofkorrels gaan stuk bij een botsing met v=200 cm/s twee mm grote stofkorrels blijven aan elkaar plakken (v=0.9 cm/s) kleine stofkorrels botsen met elkaar en groeien (zwakke van der Waals krachten) Inleiding Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Planeetvorming in computers … tot meter grootte a~0.5 m, v=0.5 m/s [Paszun et al. 2008] Uiteindelijk vormen planetesimalen, klompen van kilometer grootte Inleiding Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Van stof naar planetesimalen Ormel, Dullemond, Spaans 2010 Water en leven op Aarde Protoplanetaire schijven Raymond et al. De vorming van de Aarde Ontdekking exoplaneten Inleiding Van Planetesimalen naar Planeten Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Water op Aarde 70 % van het oppervlak, 0.04 % van de massa Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Water op Aarde Waar komt het vandaan? HaleBopp Hartley 2 [Hartogh et al. 2011] Water en leven op Aarde Protoplanetaire schijven Raymond et al. De vorming van de Aarde Ontdekking exoplaneten Inleiding Van Planetesimalen naar Planeten Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Leven op Aarde Moleculen van meer dan 10 atomen zijn in de ruimte waargenomen – b.v. CH3OH methanool, CH2OHCHO formaldehyde Ze kunnen tijdens de vorming van ons zonnestelsel in planetoïden of kometen terecht zijn gekomen Experimenten geven aan dat aminozuren de inslaag van een meteoriet wel kunnen overleven Is het leven ontstaan uit aminozuren die ooit uit de ruimte naar de aarde zijn gebracht ? (panspermia hypothesis) Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Leven op Aarde Deze hypothese is moeilijk om na te gaan ! De alternatief - leven is op de aarde ontstaan - is toegangelijker voor onderzoek Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Leven op Aarde Miller-Urey oorspronkelijk experiment (1953) H2O, CH4, NH3, CO, H2 Aardatmosfeer: Water, methaan, ammoniak, koolmonoxide, H2 reducerend aminozuren Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Leven op Aarde Bada’s follow-up (2000+) CO2, H2, N2, H2O Aardatmosfeer: Water, H2, N2, koolstofdioxide oxiderend minder aminozuren dan oorspronkelijk experiment Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Leven op Aarde Johnson (2008) – oude resultaten van Miller (nooit gepubliceerd) Vulkanische activiteit: Water, methaan, ammoniak, koolmonoxide, H2 meer aminozuren dan oorspronkelijk experiment H2O, CH4, NH3, CO, H2 CH4, CO, H2, NH3, H2O Stronger flow Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Leven op Aarde H2 HCN purines sugars CH2O CH4 H2O CO N2 nucleotides or phosphaat h NH3 CO2 h oligonucleotides self-replicating double helix Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Er is meer dan één “Aarde” Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding En misschien zijn we NIET alleen Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 2004 2005 2008 Kalas et al. Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 2004 Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Geschiedenis 18de eeuw 1995 2004 2005 Eridani (Greaves et al.) Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven De vorming van de Aarde Water en leven op Aarde Geschiedenis 18de eeuw 1995 2004 2005 2008 2010 Corot 7b/c afstand 490 lichtjaar 4.8 aardmassas Periode 20.5 h (b) 3.7 d (c) Corot 7b/(c) afstand 490 lichtjaar, 5 aardmassas (b), periode 20.5 h (b), 3.7 d Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Protoplanetaire schijven Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Protoplanetaire schijven Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Ontdekking exoplaneten Inleiding Planeten zwerven rond… Inleiding Ontdekking exoplaneten Water en leven op Aarde De vorming van de Aarde Protoplanetaire schijven Botsingen gebeuren overal Verstrooid licht van kleine stofdelen (micron) in schijven rond andere sterren Botsingen van rotsblokken produceren stof Inleiding Ontdekking exoplaneten Protoplanetaire schijven O+ + H2 OH+ + H toevoegen van H2 H2O+ H3O+ + electron De vorming van de Aarde Water in protoplanetaire schijven Water en leven op Aarde Water vorming H2O
