Kan er ander leven in de melkweg zijn?

Buitenaards leven is iets wat menig persoon bezighoudt en niet in het minst wetenschappers. In 2001 lanceerde Guillermo Gonzalez (Cubaans astrofysicus) het begrip: the galactic habitable zone (GHZ) ofwel de galactische bewoonbare zone. Dit begrip was gebaseerd op een veel ouder begrip, namelijk dat van de circumstellar habitable zone (CHZ) ofwel de circumstellaire bewoonbare zone.

Circumstellaire bewoonbare zone

De moderne studie van de bewoonbaarheid (habitability) van circumstellaire omgevingen begon ongeveer een halve eeuw terug met Huang (1959). Het concept van een CHZ is relatief goed gedefinieerd en wordt sterk gelinkt aan de stelling dat de aanwezigheid van vloeibaar water een noodzakelijke voorwaarde is voor leven zoals wij dat kennen. De hiermee gepaarde temperatuurintervallen zijn een functie van de luminositeit van een ster en de afstand van de planeet tot die ster. Op
die manier kunnen we aan de hand van de luminositeit van een ster en de positie van de planeet rond de ster, bepalen of er (op basis van temperatuur althans) vloeibaar water aanwezig zou kunnen zijn. Door het feit dat we enkel de aarde hebben waarop we ons kunnen baseren, is het mogelijk dat de voorwaarde met betrekking tot vloeibaar water te strikt is. Misschien
is leven ook mogelijk zonder de aanwezigheid van vloeibaar water. Wat in dat geval dan weer de noodzakelijke voorwaarden zouden zijn, kan niemand zeggen, vandaar dat we deze noodzaak toch als belangrijkste voorwaarde zien om complex leven te kunnen laten ontwikkelen. Kort samengevat is de CHZ dus die zone rond een ster waar een aardachtige planeet gevormd
zou kunnen worden.

Galactische bewoonbare zone

In 2001 breidde Gonzalez het concept van de CHZ uit naar dit van een GHZ. De onderliggende idee was dat er op galactische schaal verschillende fysische processen plaatsvinden die de ontwikkeling van complex leven aanmoedigen of teniet doen. Zo zal blijken dat de metalliciteit op een bepaalde plaats een zekere waarde moet bereiken om een rotsachtige planeet als de
aarde te kunnen vormen en dat er anderzijds geen supernovae mogen afgaan binnen een bepaalde afstand van de ster, omdat deze alle leven onmogelijk zouden maken. We kunnen dus samenvattend stellen dat de GHZ deze zone is in een (spiraal)galaxie waar de ontwikkeling van complex leven mogelijk is.

Een aantal wetenschappers heeft deze begrippen gebruikt om modellen op te stellen die aangeven in welke zones van de Melkweg de kans het grootst is om planeten zoals de aarde aan te treffen. Hieronder bespreken we één van deze bepalingen.

GHZ volgens Lineweaver

Dr Charles H. Lineweaver was één van de eerste wetenschappers die samen met zijn collega's een model opgesteld heeft dat aangeeft welke zone van de Melkweg het meeste kans heeft een aardachtige planeet (of -planeten) te herbergen. Lineweaver et al. (2004) vertrekken van de veronderstelling dat er om op een bepaalde plaats en op een bepaald tijdstip complex leven te vinden, vier noodzakelijke voorwaarden zijn.

De eerste voorwaarde lijkt vanzelfsprekend, er is namelijk nood aan de aanwezigheid van een gastster. Ten tweede moeten er voldoende zware elementen aanwezig zijn om een aardachtige planeet te kunnen vormen. Dit zal uitgedrukt worden aan de hand van het begrip 'metalliciteit'. Ten derde moet er natuurlijk genoeg tijd voorbij gegaan zijn om complex leven de kans te geven zich te ontwikkelen. Op aarde duurde dit ongeveer 4 miljard jaar. De laatste voorwaarde waaraan voldaan moet worden om complex leven te laten ontstaan, is de afwezigheid van fenomenen die een destructieve invloed hebben op de ontwikkeling van leven. Het belangrijkste fenomeen dat Lineweaver hierbij beschouwt, is dit van de supernovae. Op basis van deze veronderstellingen, ontwikkelden Lineweaver et al. een model en concludeerden ze dat de bewoonbare zone van de Melkweg een ringvormige regio is, met een straal tussen 7 en 9 kpc, die zich uitbreidt met de tijd.