Principal AstronomieAvec toutes ces nouvelles planètes trouvées dans la zone habitable, il est peut-être temps d'ajuster la zone habitable

Avec toutes ces nouvelles planètes trouvées dans la zone habitable, il est peut-être temps d'ajuster la zone habitable

Astronomie : Avec toutes ces nouvelles planètes trouvées dans la zone habitable, il est peut-être temps d'ajuster la zone habitable

Au cours des dernières décennies, des milliers de planètes extra-solaires ont été découverts dans notre galaxie. Au 28 juillet 2018, 3 374 planètes extra-solaires avaient été confirmés dans 2 814 systèmes planétaires. Bien que la majorité de ces planètes soient des géantes gazeuses, un nombre croissant de celles-ci sont de nature terrestre (c'est-à-dire rocheuses) et se sont avérées être en orbite autour de leurs zones habitables respectives (HZ).

Cependant, comme le montre le cas du système solaire, les zones franches ne signifient pas nécessairement qu'une planète peut supporter la vie. Même si Vénus et Mars se situent respectivement au bord intérieur et extérieur du HZ du Soleil, aucun d’eux n’est capable de supporter la vie à sa surface. Et comme de plus en plus de planètes potentiellement habitables sont constamment découvertes, une nouvelle étude suggère qu'il serait peut-être temps d'affiner notre définition des zones habitables.

L’étude intitulée «Une zone habitable plus complète pour retrouver la vie sur d’autres planètes» a récemment été mise en ligne. L'étude a été menée par M. Ramses M. Ramirez, chercheur à l'Institut des sciences de la Terre et de la vie à l'Institut de technologie de Tokyo. Pendant des années, M. Ramirez a participé à l’étude de mondes potentiellement habitables et à la construction de modèles climatiques pour évaluer les processus qui rendent les planètes habitables.

Diagramme décrivant les limites de la zone habitable (HZ) et son incidence sur le type d'étoile. Crédit: Wikipedia Commons / Chester Harman

Comme l'a indiqué le Dr Ramirez dans son étude, la définition la plus générique d'une zone habitable est la région circulaire autour d'une étoile où les températures de surface d'un corps en orbite seraient suffisantes pour maintenir l'eau à l'état liquide. Toutefois, cela ne signifie pas pour autant qu'une planète soit habitable et il convient de prendre en compte des considérations supplémentaires pour déterminer si la vie pourrait vraiment y exister. Comme le Dr. Ramirez l'a dit à Univers Today aujourd'hui par courrier électronique:

IncL'incarnation la plus populaire de la HZ est la HZ classique. Cette définition classique suppose que les gaz à effet de serre les plus importants des planètes potentiellement habitables sont le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau. Cela suppose également que l'habitabilité sur de telles planètes est entretenue par le cycle carbonate-silicate, comme c'est le cas pour la Terre. Sur notre planète, le cycle carbonate-silicate est alimenté par la tectonique des plaques.

CycleLe cycle carbonate-silicate régule le transfert de dioxyde de carbone entre l'atmosphère, la surface et l'intérieur de la Terre. Il agit comme un thermostat planétaire sur de longues périodes et garantit qu'il n'y a pas trop de CO2 dans l'atmosphère (la planète devient trop chaude) ou pas assez (la planète devient trop froide). La HZ classique suppose aussi (en général) que les planètes habitables possèdent un inventaire total d’eau (par exemple, l’eau totale dans les océans et les mers) de taille similaire à celle de la Terre.

C’est ce que l’on peut appeler l’approche «à fruits lents», où les scientifiques ont recherché des signes d’habitabilité sur la base de ce que nous, les humains, connaissons le mieux. Étant donné que la planète Terre est le seul exemple d’habitabilité dont nous disposons, les études sur les exoplanètes ont été axées sur la recherche de planètes de composition (ressemblant à la Terre), c’est-à-dire rocheuses, en orbite et de taille.

Schéma montrant la zone habitable de 625 habitants de GJ par rapport au Soleil. Crédit: IAC

Cependant, ces dernières années, cette définition a été remise en question par de nouvelles études. Alors que la recherche sur les exoplanètes s'éloignait de la simple détection et de la confirmation de l'existence de corps entourant d'autres étoiles pour passer à la caractérisation, de nouvelles formulations de zips sont apparues qui ont tenté de capturer la diversité de mondes potentiellement habitables.

Comme l'a expliqué M. Ramirez, ces nouvelles formulations ont complimenté les notions traditionnelles de zonages zonés en considérant que les planètes habitables peuvent avoir différentes compositions atmosphériques:

«Par exemple, ils prennent en compte l'influence de gaz à effet de serre supplémentaires, tels que le CH4 et le H2, qui ont tous deux été jugés importants pour les premières conditions sur Terre et sur Mars. L'ajout de ces gaz rend la zone habitable plus large que ce qui serait prédit par la définition classique du HZ. C'est formidable, car des planètes supposées être en dehors de la HZ, comme TRAPPIST-1h, peuvent maintenant l'être. Il a également été avancé que des planètes avec des atmosphères denses de CO2-CH4 près d'étoiles plus chaudes près du HZ pourraient être habitées car il est difficile de maintenir de telles atmosphères sans la présence de la vie. "

Le Dr Ramirez et Lisa Kaltenegger, professeure agrégée à l'Institut Carl Sagan de l'Université Cornell, ont notamment mené cette étude. Selon un article paru en 2017 dans Astrophysical Journal Letters, les chasseurs d'exoplanètes pourraient trouver des planètes qui pourraient un jour devenir habitables en fonction de la présence d'une activité volcanique - ce qui serait perceptible grâce à la présence d'hydrogène gazeux (H 2 ) dans leurs atmosphères.

Température stellaire en fonction de la distance de l'étoile par rapport à la Terre pour la zone habitable classique (bleu ombré) et l'extension de la zone volcanique habitable (rouge ombré). Crédit: R. Ramirez, Institut Carl Sagan, Cornell

Cette théorie est un prolongement naturel de la recherche de conditions «similaires à la Terre», qui considère que l'atmosphère terrestre n'a pas toujours été comme aujourd'hui. Les scientifiques planétaires ont émis l’hypothèse selon laquelle il y a des milliards d’années, l’atmosphère primitive de la Terre était abondamment alimentée en hydrogène (H2) en raison du dégazage volcanique et de l’interaction entre les molécules d’hydrogène et d’azote dans cette atmosphère qui maintenait la Terre suffisamment longtemps au chaud développer.

Dans le cas de la Terre, cet hydrogène s'est finalement échappé dans l'espace, comme on le suppose pour toutes les planètes terrestres. Toutefois, sur une planète où l’activité volcanique est suffisante, la présence d’hydrogène gazeux dans l’atmosphère pourrait être maintenue, permettant ainsi un effet de serre qui maintiendrait la chaleur de leurs surfaces. À cet égard, la présence d'hydrogène gazeux dans l'atmosphère d'une planète pourrait prolonger le HZ d'une étoile.

Selon Ramirez, il existe également un facteur temps qui n’est généralement pas pris en compte lors de l’évaluation des ZH. En bref, les étoiles évoluent dans le temps et émettent différents niveaux de radiation en fonction de leur âge. Cela a pour effet de modifier les zones d'atteinte de la ZS d'une étoile, ce qui peut ne pas englober une planète en cours d'étude. Comme Ramirez l'a expliqué:

«Il a été démontré que les M-nains (étoiles vraiment fraîches) sont si brillants et chauds au début de leur formation qu'ils peuvent dessécher toutes les jeunes planètes qui seront ultérieurement identifiées comme appartenant à la HZ classique. Cela souligne le fait que le fait qu’une planète soit actuellement située dans la zone habitable ne signifie pas qu’elle est réellement habitable (et encore moins habitée). Nous devrions pouvoir surveiller ces cas.

Enfin, il y a la question de savoir quels types de systèmes d'étoiles observés par les astronomes lors de la chasse aux exoplanètes. Alors que de nombreuses enquêtes ont examiné l’étoile naine jaune de type G (ce que notre soleil est en réalité), de nombreuses recherches se sont récemment concentrées sur les étoiles de type M (naines rouges) en raison de leur longévité et du fait qu’elles étaient considérées comme les plus populaires. endroit probable pour trouver des planètes rocheuses qui gravitent autour des zips de leurs étoiles.

"Alors que la plupart des études précédentes se concentraient sur les systèmes à une seule étoile, des travaux récents suggèrent que des planètes habitables pourraient être trouvées dans des systèmes à étoiles binaires ou même des systèmes à géant rouge ou nain blanc, les planètes potentiellement habitables pourraient également prendre la forme de mondes désertiques ou même océaniques sont beaucoup plus humides que la Terre », explique Ramirez. "De telles formulations non seulement élargissent considérablement l'espace de paramètres de recherche de planètes potentiellement habitables, mais elles nous permettent également de filtrer les mondes les plus (et les moins) susceptibles d'accueillir la vie."

En fin de compte, cette étude montre que la HZ classique n'est pas le seul outil pouvant être utilisé pour évaluer la possibilité d'une vie extra-terrestre. En tant que tel, Ramirez recommande que les astronomes et les chasseurs d'exoplanètes complètent le HZ classique avec les considérations supplémentaires soulevées par ces nouvelles formulations. Ce faisant, ils pourront peut-être maximiser leurs chances de trouver la vie un jour.

«Je recommande aux scientifiques d’accorder une attention particulière aux premiers stades des systèmes planétaires, car cela permet de déterminer la probabilité qu’une planète située dans la zone habitable actuelle mérite d’être étudiée plus avant pour obtenir davantage de preuves de la vie», a-t-il déclaré. «Je recommande également que les différentes définitions de ZS soient utilisées conjointement afin que nous puissions déterminer au mieux les planètes les plus susceptibles d’héberger la vie. De cette façon, nous pouvons classer ces planètes et déterminer celles sur lesquelles passer la majeure partie du temps et de l'énergie de notre télescope. En cours de route, nous testerions également la validité du concept HZ, notamment en déterminant le caractère universel du cycle carbonate-silicate à l'échelle cosmique. "

Lectures supplémentaires: arXiv

Catégorie:
La Russie reporte la rotation des équipages de l'ISS après l'échec d'un cargo
Regardez en direct la diffusion Web 24 heures sur 24 pour la Journée internationale des astéroïdes