Une équipe d'astrophysiciens a renouvelé les théories suggérant que certaines extinctions ayant marqué l'histoire de la biosphère sur Terre seraient le produit d'explosion de supernovae dans la banlieue du Soleil. Cela a des implications aussi pour des exoterres dans la Voie lactée et la notion à leur sujet de zone d'habitabilité galactique.
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Lorsque l'on décompte les supernovaesupernovae dans les autres galaxies sur une année, tous types confondus (SNSN II et SN Ia notamment), on est conduit à estimer qu'en moyenne trois à quatre supernovae par siècle devraient se produire dans notre Voie lactée. Notre Galaxie faisant environ 100 000 années-lumière de diamètre, on pourrait penser que cela n'a pas d'impact particulier sur la Terre mais, à l'échelle des dizaines de millions d'années, on peut envisager que certaines étoiles ont explosé dangereusement près de notre Système solaire. De fait, avant la découverte de la fameuse couche noire d'argileargile séparant la fin du CrétacéCrétacé de l'ère tertiaire et aussi du fameux astroblèmeastroblème de Chicxulub au Yucatán, certains avaient avancé que c'était les radiations et les rayons cosmiquesrayons cosmiques d'une supernova ayant explosé proche du SoleilSoleil il y a environ 66 millions d'années qui avaient tué les dinosauresdinosaures.
La question du danger des supernovae pour des biosphèresbiosphères dans la Voie lactée revient aujourd'hui sur le devant de la scène avec un article publié dans The Astrophysical Journal par un groupe d'astrophysiciensastrophysiciens états-uniens qui se sont penchés sur les données collectées dans le domaine des rayons Xrayons X concernant des supernovae, dans notre Voie lactée et au-delà (31 au total), avec une batterie de télescopestélescopes dans l'espace, ChandraChandra bien sûr mais SwiftSwift et NuSTAR de la NasaNasa et du XMM-NewtonXMM-Newton de l'ESA (Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne). Les calculs suggèrent aujourd'hui que l'interaction des supernovae avec leur environnement peut avoir des conséquences mortelles pour des planètes situées jusqu'à environ 160 années-lumière. Voilà de quoi repenser en exobiologieexobiologie l'habitabilité des exoplanètesexoplanètes dans la Voie lactée dans le cadre notamment de ce que l'on a appelé la zone habitable galactique.
C'est une notion dont on peut faire remonter la naissance au début des années 1980, mais qui a surtout été développée en 2001 par Donald Brownlee et Peter Ward dans le cadre de leur fameuse hypothèse de la Terre rareTerre rare. En gros, pour eux, certaines régions du système galactique n'auraient pas les éléments lourds requis pour produire des planètes terrestres habitables, et une planète située trop proche du centre galactiquecentre galactique serait exposée à de nombreuses supernovæ dont les rayonnements sont délétères pour la vie. Bien des biosphères auraient ainsi été stérilisées dans l'histoire galactique.
Des supernovae proches du Soleil il y a moins de 10 millions d'années
L'article aujourd'hui publié précise ce dernier point. Mais rassurons-nous déjà, il n'y a pas d'étoiles pouvant se transformer en supernovae dans un avenir proche dans la banlieue du Système solaire. Cela ne veut pas dire toutefois que la Terre n'a pas été affectée dans un passé récent, peut-être avec quelques extinctionsextinctions, par des explosions de supernovae.
De fait, depuis environ 20 ans, on trouve des anomaliesanomalies isotopiques avec le ferfer dans certaines couches sédimentaires datées d'il y a deux à trois millions d'années, précisément pendant la période où environ un tiers des grandes espèces d'animaux marins disparaissaient. Les radio-isotopesisotopes de 60Fe s'expliquent bien en relation avec des supernovae qui ont explosé à quelques centaines d'années-lumière du Soleil en relation avec ce que l'on appelle la « Bulle locale », une sorte d'enveloppe de quelque 1 000 années-lumière qui entoure notre Système solaire. Elle semble avoir été créée précisément là aussi par plusieurs explosions d'étoiles massives en supernovae il y a quelques millions d'années.
Comme on l'a dit, l'idée que des supernovae soient dangereuses pour la vie n'est pas nouvelle. Mais, auparavant, on pensait que le danger provenait de seulement deux sources. La première est le rayonnement X et gamma produit par une supernova en cours pendant quelques mois tout au plus, ce rayonnement voyageant à la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière. La seconde source de rayonnement potentiellement mortel arriverait des centaines voire des milliers d'années plus tard, avec des rayons cosmiques sous forme de particules matérielles associées à l'explosion initiale et voyageant nettement moins vite que la lumière, bien qu'à des vitesses considérables.
Des couches d'ozones protectrices des ultraviolets détruites par les rayons X
Mais, selon les nouveaux calculs, on n'avait pas pris en compte l'effet des ondes de choc des explosions dans le milieu interstellaire. Les collisions chauffant la matièrematière doivent en effet la conduire à rayonner aussi puissamment en rayons X et ce pendant des dizaines d'années. Des doses létales de ce rayonnement pour des organismes vivants seraient ainsi produites jusqu'à 160 années-lumière de l'explosion.
Dans le cas d'une exoplanète comme la Terre, ces flux de rayons X pourraient anéantir une partie importante de l'ozoneozone qui protège finalement la vie du rayonnement ultravioletultraviolet de son étoile hôte. Cela pourrait ainsi entraîner la disparition d'un large éventail d'organismes, en particulier des organismes marins à la base de la chaîne alimentairechaîne alimentaire, conduisant à une extinction.
En outre, comme l'illustre les images d'artistes ci-dessus, après des années d'exposition mortelle aux rayons X, une grande quantité de dioxyde d'azoteazote peut être produite, provoquant une brumebrume brune dans l'atmosphèreatmosphère et un « déverdissement » des massesmasses terrestres en raison des dommages causés aux plantes.
