Tientallen jaren lang hebben astronomen nagedacht over de oorsprong van het water op aarde. Hebben ijzige kometen en asteroïden dit veroorzaakt lang nadat onze planeet ontstond? Of was het water al aanwezig in de aarde zelf toen het samenvloeide uit een wervelende schijf van stof en gas? Hoewel de theorie van levering door ijs jarenlang de overhand heeft gehad, suggereert nieuw onderzoek dat planeten hun eigen water kunnen creëren naarmate ze vorm krijgen, waardoor levensondersteunende oceanen mogelijk veel vaker voorkomen in het universum.
Deze baanbrekende ontdekking komt voort uit een reeks experimenten die zijn ontworpen om de extreme omstandigheden na te bootsen die heersten tijdens de vurige geboorte van een jonge planeet. Wetenschappers concentreerden zich op sub-Neptunus, een veel voorkomend type exoplaneet groter dan de aarde maar kleiner dan Neptunus. Er wordt aangenomen dat deze werelden rotsachtige kernen hebben die omgeven zijn door een dikke atmosfeer die rijk is aan waterstofgas – een ideaal recept voor het testen van de watervorming in een planetair embryo.
Om dit proces te simuleren, creëerden onderzoekers miniatuurversies van deze planeten met behulp van een gespecialiseerd apparaat dat een diamanten aambeeldcel wordt genoemd. Gesmolten gesteente dat rijk is aan ijzer werd samengeperst tot een druk die bijna 600.000 keer groter was dan de atmosferische druk van de aarde en werd verwarmd tot temperaturen van meer dan 4.000 graden Celsius. Deze intense omgeving weerspiegelt de omstandigheden op een gesmolten jonge planeet, gehuld in een dikke waterstofrijke atmosfeer.
Onder deze gesimuleerde planetaire smeltkroesomstandigheden loste waterstof gemakkelijk op in het gesmolten gesteente. Belangrijk is dat deze waterstof reageerde met ijzeroxiden die in het gesmolten materiaal aanwezig waren, waardoor aanzienlijke hoeveelheden water ontstonden. Cruciaal is dat deze experimenten hebben aangetoond dat water rechtstreeks kan voortkomen uit de chemische interactie tussen het ontluikende binnenste van een planeet en de omringende waterstofrijke atmosfeer – zonder enige externe bijdrage van kometen of asteroïden.
Deze bevinding verandert dramatisch ons begrip van hoe planeten water verkrijgen. Het suggereert dat het creëren van uitgestrekte oceanen een onvermijdelijk gevolg zou kunnen zijn van de planetaire vorming zelf, waardoor water een veel wijdverspreider ingrediënt in planetaire systemen in de hele kosmos wordt dan eerder werd gedacht. De implicaties zijn diepgaand: als water zo gemakkelijk wordt gevormd tijdens de geboorte van een planeet, vergroot dit de kans dat er in onze Melkweg potentieel bewoonbare werelden bestaan, boordevol essentiële ingrediënten voor het leven zoals wij dat kennen.
