Planeten zijn niet eeuwig. Net als sterren ondergaan ze verschillende levenscycli: vorming, evolutie en uiteindelijke ondergang. De duur van deze fasen varieert echter dramatisch, afhankelijk van het type ster waar een planeet omheen draait. Hoewel het lot van de aarde verbonden is met de evolutie van de zon, kunnen veel planeten rond kleinere, koelere sterren biljoenen jaren blijven bestaan. Het begrijpen van de levensduur van planeten gaat niet alleen over theoretische astronomie; het verduidelijkt hoe zeldzaam aardachtige omstandigheden zijn en roept vragen op over de bewoonbaarheid van andere werelden op de lange termijn.
De stadia van het planetaire bestaan
Planeten beginnen als microscopisch kleine stofdeeltjes in de schijven rond jonge sterren en groeien geleidelijk aan door botsingen. Gasreuzen zoals Jupiter vormen eerst rotsachtige/ijzige kernen voordat ze gas verzamelen, terwijl rotsachtige planeten zoals de aarde in een laat stadium worden gebombardeerd nadat de gasschijf is verdwenen. De exacte volgorde van deze processen wordt nog steeds besproken onder wetenschappers.
Maar het definiëren van het ‘einde’ van een planeet is complex. Is het vernietiging, of gewoon een verschuiving in de omstandigheden? Zoals Matthew Reinhold, planetoloog van Stanford, uitlegt, kan een planeet ‘eindigen’ als hij niet langer de omgeving ondersteunt die we ermee associëren.
De invloed van de zon op het lot van de aarde
De levensduur van de aarde is rechtstreeks gekoppeld aan de evolutie van de zon. Over grofweg 5 miljard jaar zal onze zon zijn waterstofbrandstof uitputten, uitgroeien tot een rode reus en uiteindelijk instorten. Volgens astrofysicus Sean Raymond betekent dit dat de aarde eerst onbewoonbaar zal worden als de zon helderder wordt en de oceanen verdampt. Het kan dan worden opgeslokt door de uitdijende zon of in de interstellaire ruimte worden geslingerd.
Berekeningen suggereren dat de aarde in totaal ongeveer 9,5 miljard jaar mee zal gaan. Dit is echter relatief kort vergeleken met planeten die rond rode dwergsterren draaien.
Rode Dwergen: de langlevenkampioenen
De meeste sterren zijn geen gele dwergen zoals onze zon; het zijn rode dwergen – kleiner, koeler en met een dramatisch langere levensduur. Deze sterren verbranden hun brandstof zo langzaam dat ze biljoenen jaren mee kunnen gaan.
Voor planeten rond rode dwergen komt het einde wellicht niet voort uit de sterdood, maar uit interne processen. De modellen van Reinhold suggereren dat aardachtige planeten die rond rode dwergen draaien waarschijnlijk onbewoonbaar zullen worden als gevolg van het stoppen van de mantelconvectie (30-90 miljard jaar) of het smelten van de mantel (16-23 miljard jaar) lang voordat hun sterren sterven. Zelfs op de kortste tijdslijnen kunnen deze werelden miljarden jaren bewoonbaar blijven.
Het lot van gasreuzen en grotere sterren
Grotere, hetere sterren hebben een veel kortere levensduur. Een planeet die rond een witte ster van type A draait, kan bijvoorbeeld slechts 100 miljoen tot 1 miljard jaar overleven. Gasreuzen kunnen ook hun atmosfeer gedurende miljoenen tot miljarden jaren verliezen als ze worden blootgesteld aan intense stellaire straling.
Op grote tijdschalen worden zelfs stabiele planeten geconfronteerd met de mogelijkheid van botsingen of uitstoting uit hun sterrenstelsels. Uiteindelijk kan het lot van deze werelden afhangen van het einde van het universum zelf, aangezien uitgestoten planeten voor eeuwig in de leegte zullen ronddwalen.
Kortom, de levensduur van planeten is ongelooflijk divers, variërend van miljarden tot biljoenen jaren. De ster waar een planeet omheen draait, bepaalt veel meer zijn lot dan welk intern proces dan ook. Hoewel de tijd op aarde wordt beperkt door de evolutie van de zon, kunnen talloze werelden rond rode dwergen onvoorstelbaar lang blijven bestaan, wat erop wijst dat bewoonbaarheid op de lange termijn veel gebruikelijker is dan eerder werd gedacht.
