Certaines exoplanètes seraient plus propices à l’émergence de la vie que la Terre

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| NASA/JPL

Il y a plusieurs centaines de millions d’années, la vie est apparue sur Terre et a évolué durant les centaines de millions d’années suivantes. D’après nos connaissances actuelles, pour le moment, seule la Terre abrite la vie. Cependant, cela n’en fait pas nécessairement le meilleur endroit pour que la vie apparaisse. C’est la conclusion d’une équipe de chercheurs qui a étudié des dizaines d’exoplanètes à la recherche de celles qui possèderaient les critères de « superhabitabilité ». Et ils ont découvert que certaines exoplanètes seraient non seulement, en elles-mêmes, plus propices à la vie que la Terre, mais qu’en plus elles orbiteraient des étoiles plus à même de soutenir la vie que notre soleil.

Des chercheurs ont identifié deux douzaines de planètes en dehors de notre système solaire, qui pourraient avoir des conditions plus propices à la vie que la nôtre. Certaines de ces étoiles en orbite pourraient même être plus propices que notre Soleil. Une étude menée par Dirk Schulze-Makuch, scientifique à l’Université de l’État de Washington, récemment publiée dans la revue Astrobiology, détaille les caractéristiques de planètes potentielles « superhabitables », notamment celles qui sont plus anciennes, un peu plus grandes, légèrement plus chaudes et peut-être plus humides que la Terre.

La vie pourrait également prospérer plus facilement sur des planètes qui tournent autour d’étoiles changeant plus lentement avec une durée de vie plus longue que notre soleil. Les 24 principales prétendantes aux planètes superhabitables sont toutes à plus de 100 années-lumière, mais Schulze-Makuch indique que l’étude pourrait aider à concentrer les efforts d’observation futurs, tels que le télescope spatial James Web de la NASA, l’observatoire spatial LUVIOR et le télescope spatial PLATO de l’Agence spatiale européenne.

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« Avec les prochains télescopes spatiaux à venir, nous obtiendrons plus d’informations, il est donc important de sélectionner certaines cibles. Nous devons nous concentrer sur certaines planètes qui ont les conditions les plus prometteuses pour une vie complexe. Cependant, nous devons faire attention à ne pas rester coincés dans la recherche d’une deuxième Terre, car il pourrait y avoir des planètes qui pourraient être plus propices à la vie que la nôtre », déclare Schulze-Makuch.

Les étoiles naines K : des étoiles plus propices à l’émergence de la vie que le Soleil

Pour l’étude, Schulze-Makuch, un géobiologiste spécialisé en habitabilité planétaire, s’est associé aux astronomes René Heller de l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire et Edward Guinan de l’Université Villanova pour identifier les critères de superhabitabilité et rechercher les bonnes candidates parmi les 4500 exoplanètes connues au-delà de notre système solaire. L’habitabilité ne signifie pas que ces planètes abritent la vie, mais simplement que les conditions seraient propices à la vie.

Les chercheurs ont sélectionné des systèmes planètes-étoile, avec des planètes terrestres probables en orbite dans la zone habitable de l’étoile hôte, à partir des archives du projet Kepler Object of Interest Exoplanet Archive of transiting exoplanets. Alors que le Soleil est le centre de notre système solaire, il a une durée de vie relativement courte de moins de 10 milliards d’années. Puisqu’il a fallu près de 4 milliards d’années avant qu’une forme de vie complexe n’apparaisse sur Terre, de nombreuses étoiles similaires au Soleil, appelées étoiles G, pourraient manquer de carburant avant que la vie complexe ne puisse se développer.

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Graphique indiquant 24 exoplanètes superhabitables candidates situées dans la zone habitable autour d’étoiles naines de type K. À gauche est indiquée la masse des étoiles hôtes et à droite leur température. Crédits : Dirk Schulze-Makuch et al. 2020

En plus d’examiner les systèmes avec des étoiles G plus froides, les chercheurs ont également examiné des systèmes avec des étoiles naines K, qui sont un peu plus froides, moins massives et moins lumineuses que notre soleil. Les étoiles K ont l’avantage d’une longue durée de vie de 20 à 70 milliards d’années. Cela permettrait aux planètes en orbite d’être plus anciennes et de donner plus de temps à la vie pour avancer vers la complexité actuellement trouvée sur Terre. Cependant, pour être habitables, les planètes ne doivent pas être vieilles au point qu’elles ont épuisé leur chaleur géothermique et manquent de champs géomagnétiques protecteurs.

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Température, eau et taille : des critères majeurs de superhabitabilité

La Terre a environ 4.5 milliards d’années, mais les chercheurs affirment que le meilleur endroit pour la vie est une planète qui a entre 5 et 8 milliards d’années. La taille et la masse comptent également. Une planète 10% plus grande que la Terre devrait avoir plus de terres habitables. On s’attend à ce que celle qui représente environ 1.5 fois la masse de la Terre conserve son réchauffement intérieur par désintégration radioactive plus longtemps et aurait également une gravité plus forte pour retenir une atmosphère sur une plus longue période.

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Liste des conditions pour qu’une exoplanète soit superhabitable. Traduction : en orbite autour d’une étoile naine de type K ; qui a environ 5-8 milliards d’années ; jusqu’à 1.5 fois plus massive que la Terre et environ 10% plus grande que la Terre ; une température moyenne de surface de 5 °C supérieure à celle de la Terre ; une atmosphère humide avec environ 25-30% d’O2, le pourcentage restant étant des gaz inertes (e.g., N2) ; bonne dispersion de surfaces terrestres et aquatiques, avec beaucoup de zones d’eau peu profondes et des archipels ; possède une grande lune (1-10% de la masse de la planète), à une distance modérée (10-100 rayons planétaires) ; possède une tectonique des plaques ou un mécanisme géologique/géochimique similaire, avec un champ magnétique protecteur puissant. Crédits : Dirk Schulze-Makuch et al. 2020

L’eau est la clé de la vie et les auteurs affirment qu’un peu plus de cette eau aiderait la vie, en particulier sous forme d’humidité et de nuages. Une température générale légèrement plus chaude, une température de surface moyenne d’environ 5 °C supérieure à la Terre, ainsi que l’humidité supplémentaire, serait également meilleur pour la vie. Cette préférence de chaleur et d’humidité est observée sur Terre avec une plus grande biodiversité dans les forêts tropicales humides que dans les zones plus froides et plus sèches.

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Parmi les 24 meilleures planètes candidates, aucune d’entre elles ne répond à tous les critères des planètes superhabitables, mais une possède quatre des caractéristiques critiques, ce qui la rend peut-être beaucoup plus propice à la vie que notre planète d’origine. « Il est parfois difficile de comprendre ce principe de planètes superhabitables, car nous pensons que nous avons la meilleure planète. Nous avons un grand nombre de formes de vie complexes et diverses, et beaucoup peuvent survivre dans des environnements extrêmes. Il est bon d’avoir une vie adaptable, mais cela ne signifie pas que nous avons le meilleur environnement », conclut Schulze-Makuch.

Sources : Astrobiology

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