Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche de nous, a une planète rocheuse dans la zone habitable. Y a-t-il de la vie ? Des chercheurs montrent que cela serait possible. De même que pour trois autres planètes dans des systèmes voisins.
au sommaire
À deux pas de notre Système solaire, c'est à dire à environ 40.000 milliards de kilomètres (4,2 années-lumières), Proxima du Centaure compte une planète rocheuseplanète rocheuse et peut-être même, selon une récente étude, une deuxième, une superterre au moins six fois plus massive que la Terre. Mais la position de cette présumée Proxima c dans une région froide éloignée de son étoile, exclut qu'elle soit habitable, au contraire de Proxima b, découverte en 2016. Cette dernière, bien que 7,7 fois plus proche de son étoile que Mercure autour du SoleilSoleil figure dans la zone potentiellement habitable de Proxima CentauriProxima Centauri. Autrement dit, si les conditions nécessaires à la vie sont réunies sur cette planète 1,3 fois plus massive que la Terre, il n'est pas interdit de penser que nous aurions des voisins.
Mais, des astronomesastronomes préviennent qu'on pourrait très bien ne rien y trouver tant ce monde est bombardé d'ultravioletsultraviolets et de rayonnements X (250 fois plus que la Terre actuellement). Sur le long terme, même son atmosphèreatmosphère -- s'il y en a une -- finirait laminée par les assauts répétés des tempêtestempêtes dévastatrices de son petit soleil. Les naines rouges comme Proxima Centauri traînent en effet la mauvaise réputation d'être sujettes à des colères redoutables, pour ne pas dire invivables. Mais, faut-il en conclure pour autant qu'elles ne peuvent pas être entourées de planètes habitées ? Des chercheurs plus optimistes pensent que Proxima b et ses alter-ego dans la GalaxieGalaxie ont ce qu'il faut pour que la vie s'y développe (plusieurs études l'ont proposé) et s'y adapte.
La Terre : une planète habitée malgré les terribles rayonnements du Soleil dans le passé
LisaLisa Kaltenegger et Jack O'Malley-James, tous deux de l'Institut Carl SaganCarl Sagan à l'université de Cornell, le pensent aussi. Pour leur part, ils arguent dans leur article qui vient de paraître dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, que dans son enfance, voici 3,9 milliards d'années, la Terre a essuyé des tempêtes solaires bien pires encore que celles que peuvent subir actuellement Proxima b... Et malgré cela, la vie a pu résister et prospérer.
Leur étude porteporte sur les quatre exoplanètesexoplanètes connues potentiellement habitables proches de nous : Proxima b donc, RossRoss-128b à 11 années-lumière, Trappist-1e et LHS 1140b, toutes deux à environ 40 années-lumière. Ils ont conduit des simulations en variant les paramètres de leurs atmosphères -- composition, épaisseur... -- et comparé les résultats avec ce qu'a connu la Terre tout au long de son histoire.
Il en ressort que « même pour les modèles de planètes avec des atmosphères érodées et anoxiquesanoxiques, le rayonnement UV à la surface reste inférieur aux niveaux de la Terre primitive, même pendant les éruptions solaireséruptions solaires », écrivent les auteurs. En résumé, les rayonnements ultraviolets n'apparaissent pas être un « facteur limitant » pour l'habitabilité des planètes rocheuses autour de naines rouges.
S'ils ont raison, on peut donc être optimiste quant aux chances de détecter un jour une biosignature dans l'atmosphère de ces mondes voisins. Là et ailleurs, car n'oublions pas que ces étoiles sont les plus nombreuses dans la Galaxie.
Autour d'une naine rouge, l'atmosphère pourrait rendre la vie possible
Article de Rémy DecourtRémy Decourt publié le 22 juillet 2016
Nombreuses, les étoiles de type M, des naines rougesnaines rouges, sont de bonnes candidates pour chercher une vie extraterrestre. Mais leur zone d'habitatilité est si petite qu'une planète qui s'y trouve doit être « verrouillée » par les forces de maréeforces de marée, avec une face toujours exposée à l'étoile et l'autre éternellement dans la nuit. Quels climatsclimats peut-on attendre de telles conditions ? Cela dépend de l'atmosphère, nous explique Ludmila Carone qui, avec ses collègues de l'université KU Leuven, en Belgique, démontrent que la vie pourrait s'y maintenir quand se met en place un mécanisme d'air conditionnéair conditionné... Les futurs grands télescopestélescopes pourront repérer ce genre de situation.
La recherche de planètes habitables, voire habitées, n'est pas une mince affaire. Depuis la découverte de la première exoplanète, 51 Pegasi b en 1995, 3.476 exoplanètes sont officiellement recensées à ce jour (voir l'Encyclopédie des planètes extrasolaires) mais aucune n'est connue pour être à coup sûr habitable. Pourtant, ce n'est pas faute de chercher.
Dans leur quête d'exoplanètes habitables, des astronomes de l'université KU Leuven, en Belgique, se sont focalisés sur des planètes rocheuses en orbiteorbite très rapide -- 6 jours au plus -- autour de naines rouges de type spectral M, bien plus petites que notre Soleil. Elles intéressent beaucoup les exobiologistes car l'UniversUnivers compte bien plus de ces naines rouges que d'étoiles semblables au Soleil. « Ce qui rend probable que les premières exoplanètes habitables soient découvertes autour de l'une d'entre elles », nous explique Ludmila Carone, responsable de l'étude Connecting the dots III: Night side cooling and surface frictionfriction affectaffect climates of tidally locked terrestrial planets, par Ludmila Carone, Rony Keppens et Leen Decin, et publiée par MNRAS (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).
Mais ces planètes, très proches de l'étoile, présentent une particularité qui les rend bien différentes de la Terre : elles sont synchronisées avec leur étoile. Leur rotation sur elle-même s'est verrouillée sur leur orbite. Conséquence, « elles présentent toujours la même face à l'étoile. Elles possèdent un côté "jour" et un côté "nuit" perpétuels ». Pour la vie, la situation est difficile. La température doit être trop élevée sur une face et glaciale sur l'autre. De fait, de nombreuses études ont été consacrées à l'habitabilité des planètes autour des naines rouges et leurs résultats divergent.
Des planètes habitables là où on ne les imagine pas
Ce nouveau travail prend en compte différents systèmes atmosphériques. L'idée de départ est de « démontrer que les interactions entre la surface et l'atmosphère d'une exoplanète ont une influence majeure sur sa température », nous explique Ludmila Carone. Comme l'oxygèneoxygène, la photosynthèsephotosynthèse ou les biosignatures, la température devient donc un « critère important à prendre en compte dans la quête de planètes habitables en dehors de notre Système solaire ».
L'année dernière, l'équipe de Ludmila Carone a démontré que certaines de ces planètes pourraient être habitables, « grâce à leur système de ventsvents agissant comme un "air conditionné" ». Deux des trois modèles proposés utilisent l'atmosphère du côté nocturnenocturne pour refroidir la face diurnediurne. « Avec la bonne atmosphère et la bonne température, ils permettent à la planète de rester viable. » À l'inverse, à l'équateuréquateur de beaucoup de ces planètes rocheuses, un fort courant atmosphérique « interfère avec le transport de l'air chaud vers le côté obscur, empêchant de ce fait le système d'air conditionné de fonctionner de cette manière ». Les températures sont dans ce cas extrêmes et peu propices à la vie telle que nous la connaissons.
Mais, tout récemment, ces chercheurs ont mis en évidence que « les frictions entre les couches atmosphériques basses et la surface sont susceptibles d'empêcher la formation d'un système de vents très forts, de sorte que le mécanisme d'air conditionné peut se mettre en place et rendre la planète habitable ». Cette nouvelle étude montre que l'efficacité du système de refroidissement dépend des interactions entre la surface de la planète et son atmosphère. « Nous avons examiné ces interactions à l'aide de centaines de modèles informatiques dans lesquels les interactions entre l'atmosphère et la surface sont semblables à celles connues sur Terre, et d'autres dans lesquels elles sont jusqu'à dix fois plus importantes. Dans ce dernier cas, les exoplanètes conservent un climat plus habitable. » Dans la situation idéale, l'air froid est transporté de la face nocturne vers l'autre face, où l'étoile le réchauffe.
La viabilité d'une exoplanète pourrait être détectée depuis la Terre
Maintenant qu'il est possible de déterminer, en théorie, l'habitabilité d'une de ces exoplanètes, se pose la question de savoir si elles sont effectivement habitables. Depuis la Terre ou l'espace, il sera toujours très difficile, voire impossible d'observer la surface d'une de ces planètes. Pour s'affranchir de cette contrainte forte, Ludmila Carone pense qu'il « est plus facile d'observer les couches supérieures atmosphériques d'une petite exoplanète ». Et comme le montrent ses travaux, on peut en apprendre beaucoup sur la surface de ces planètes. Concrètement, si, dans un futur proche, avec le télescope James Webb par exemple, dont le lancement est prévu en 2018, « nous parvenons à observer un système de vents et la bonne température dans les couches supérieures de l'atmosphère d'une petite planètepetite planète, il sera possible de dire si cette planète est habitable ou pas ».
Mieux encore, à partir de ces données, il sera possible d'obtenir des informations sur la géologiegéologie de la planète en question. Si la friction est très efficace, « cela pourrait signifier la présence de grandes montagnes, ce qui impliquerait la présence d'une tectonique des plaques par exemple », un indice fort de l'habitabilité d'une planète. Sur Terre, on pense que cette tectonique a joué un rôle important dans le développement et le maintien de la vie.
Quant à savoir si une forme de vie primitive a pu émerger sur une de ces planètes, c'est une autre histoire....
