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Sur les 3.422 planètes connues (source Exoplanet.eu, 31 mai 2016) gravitant autour d'autres étoiles que le Soleil, à ce jour deux dizaines sont considérées comme potentiellement habitables, car présentes dans la région qui entoure leur étoile - la zone habitable - où il ne fait ni trop chaud ni trop froid. Dans ces conditions, il est permis de penser que de l'eau, s'il y en a, puisse demeurer à l'état liquideétat liquide. Cependant, pour l'instant, ce genre de conclusion reste une spéculation car les chercheurs manquent de données pour caractériser correctement ces autres mondes solides, pour la plupart plus gros que la Terre.
En attendant de pouvoir discerner leurs atmosphèresatmosphères et de déduire de par leurs compositions, si elles sont habitables, des astronomesastronomes soumettent certains candidats à des simulations en série pour jauger les possibilités. Dans le cas de Kepler-62f, la présence d'eau liquide en surface est envisageable... à certaines conditions.
Kepler-62e et Kepler-62f sont les deux planètes potentiellement habitables du système de Kepler-62, une étoile plus petite et moins chaude que le Soleil. Leurs tailles sont ici comparées avec celles des quatre planètes rocheuses du Système solaire. L’anneau vert indique la zone habitable des deux étoiles. © Nasa Ames, JPL-Caltech
Une grosse Terre dans la zone tempérée d’un soleil plus pâle
Débusquée en 2013, Kepler-62f est la plus éloignée des cinq planètes du système de Kepler-62, une étoile moins chaude et lumineuse que notre Soleil, de type spectral K2K2, située à environ 1.200 années-lumière de la Terre, en direction de la constellation de la Lyre. De ses passages devant son soleil orangé (0,69 fois la massemasse du Soleil) observés avec le satellite Kepler, les chercheurs ont pu en déduire que la planète est 40 % plus grande que la nôtre et circule à l'intérieur de la zone habitable, à environ 105 millions de kilomètres, soit 0,7 fois la distance entre la Terre et le Soleil (0,7 unité astronomiqueunité astronomique). L'année y dure 267 jours.
Ses découvreurs avaient fait le calcul que la superterresuperterre reçoit à peu près autant d'énergieénergie solaire que Mars dans notre Système solaireSystème solaire, laquelle se trouve, en moyenne à 220 millions de kilomètres du Soleil. Certes, la Planète rouge n'est pas du tout hospitalière actuellement mais il en fut autrement dans sa jeunesse, grâce notamment à son atmosphère, alors beaucoup plus épaisse et bénéficiant d'un effet de serreeffet de serre.
En ce qui concerne Kepler-62f, les chercheurs s'interrogent. Il est probable qu'elle possède une atmosphère mais jouit-elle d'un effet de serre suffisant pour être habitable, voire habitée ? Pour répondre à ce genre de questions, une piste est la modélisationmodélisation des atmosphères des exoplanètesexoplanètes. C'est la spécialité de l'équipe emmenée par Aomawa Shields, postdoc au département de physiquephysique et d'astronomie de l'Ucla. Dans leurs simulations, ces astronomes ont testé plusieurs scénarios en faisant varier certains paramètres atmosphériques et orbitaux (son excentricitéexcentricité n'est pas bien connue non plus).
Astrophysicienne passionnée, Aomawa Shields présente ses recherches à une conférence TED. Si les sous-titres en français n'apparaissent pas, cliquez sur la bulle avec les points de suspension en bas à droite. © Aomawa Shields, TED
Habitable, oui mais avec 2.500 fois plus de CO2 que sur Terre
« Plusieurs compositions atmosphériques lui permettent d'être assez chaude pour avoir de l'eau liquide à sa surface » a déclaré, très enthousiaste, l'auteure principale de ces travaux publiés en ligne dans Astrobiology. Pour que cela soit le cas toute l'année, il faudrait cependant que l'atmosphère de Kepler-62f soit 3 à 5 fois plus épaisse que celle de la Terre et, surtout, que la concentration de dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO2) y soit 2.500 fois plus élevée. Pour atteindre ce niveau sur Terre, il faudrait remplacer toutes les moléculesmolécules de son atmosphère par du CO2. Dans ces conditions, nous serions cuits... En revanche, il semble que cela serait profitable à cette planète.
Les chercheurs ont également calculé qu'en cas de carencescarences en CO2, Kepler-62f pourrait rester « hors-gelgel » une partie de l'année mais seulement avec des conditions bien particulières venant de configurations orbitalesorbitales (inclinaison, effets gravitationnels des autres planètes du système, synchronisation...).
Comme le souligne l'astrophysicienne (et ancienne actrice), c'est la première fois que des modèles orbitaux, en l'occurrence produits avec HNBody (Hierarchical N-Body), sont combinés avec des modèles climatiquesmodèles climatiques, comme celui du Community Climate System ModelCommunity Climate System Model et le modèle générique du Laboratoire de météorologie dynamique (LMD), pour étudier une exoplanète. Elle souhaite qu'ils soient davantage mis en applicationapplication pour évaluer l'habitabilité d'autres planètes rocheusesplanètes rocheuses candidates dans notre voisinage galactique. « Cela va nous aider à comprendre comment certaines planètes peuvent être habitables sur un large éventail de facteurs, pour lesquels nous ne disposons pas encore de données des télescopestélescopes, explique-t-elle. Et cela nous permettra de générer une liste prioritaire des cibles à suivre de plus près avec la prochaine génération de télescopes qui seront capables de chercher les biosignatures dans l'atmosphère d'un autre monde. »
