La Voie lactée regorge de planètes potentiellement habitables !

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Vue d'artiste de Kepler-186f, première exoplanète similaire à la Terre trouvée dans la zone habitable de son étoile mère. | NASA Ames/Institut SETI/JPL-Caltech

Une nouvelle étude révèle que notre galaxie contiendrait de très nombreuses planètes potentiellement habitables. Les chercheurs ont découvert qu’en moyenne, chacune des étoiles semblables à notre soleil pourrait abriter entre 0,4 et 0,9 planète rocheuse dans sa zone habitable. Un chiffre qui, multiplié par le nombre total d’étoiles de ce type présentes dans la Voie lactée, montre que les planètes habitables ne sont pas si rares.

Près de 7% des quelque 200 milliards d’étoiles situées dans la Voie lactée sont des étoiles naines de type G, des naines jaunes, comme le Soleil. Ainsi, on estime qu’il pourrait y avoir jusqu’à 300 millions de planètes rocheuses semblables à la nôtre dans notre galaxie ! Certaines pourraient même être assez proches, à une trentaine d’années-lumière de notre soleil.

Des millions de mondes potentiellement habitables

Plus précisément, les auteurs de l’étude ont calculé que chaque étoile pourrait être entourée de 0,37 à 0,6 planète habitable, voire de 0,58 à 0,88 planète pour l’estimation la plus optimiste. En outre, ils estiment avec 95% de confiance que, en moyenne, l’exoplanète située en zone habitable la plus proche est à environ 6 parsecs (soit un peu plus de 19 années-lumière), et qu’il y a près de 4 planètes rocheuses autour d’étoiles naines G et K à moins de 10 parsecs (environ 32 années-lumière) du Soleil.

Cette estimation est le fruit d’une collaboration de scientifiques de la NASA, de l’Institut SETI et d’autres organisations du monde entier, qui se sont appuyés sur les données recueillies par le télescope spatial Kepler — dont la mission de recherche d’exoplanètes s’est achevée en octobre 2018. Leurs résultats seront bientôt publiés dans The Astronomical Journal. « C’est la première fois que toutes les pièces sont rassemblées pour fournir une mesure fiable du nombre de planètes potentiellement habitables dans la galaxie », souligne Jeff Coughlin, chercheur spécialisé en exoplanètes à l’Institut SETI et co-auteur de l’étude.

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Illustration représentant « l’héritage » du télescope spatial Kepler de la NASA. Après neuf ans passés dans l’espace lointain à collecter des données qui ont révélé que notre ciel nocturne était rempli de milliards de planètes cachées, Kepler était à court de carburant et a dû achever sa mission en 2018. Crédits : NASA/Ames Research Center/W. Stenzel/D. Rutter

Coughlin et ses collaborateurs se réjouissent d’être parvenus à déterminer l’un des éléments clés de l’équation de Drake. Rappelons que cette célèbre équation est une formule mathématique créée par l’astronome Frank Drake en 1961, qui permet d’estimer le nombre potentiel de civilisations extraterrestres technologiquement avancées dans notre galaxie. Ce nombre dépend évidemment de nombreux facteurs, que les scientifiques tentent de déterminer, dont le nombre de planètes habitables. « Nous avons fait un pas de plus sur la longue route pour savoir si nous sommes seuls dans le cosmos », se réjouit Coughlin dans un communiqué de l’Institut SETI.

Pour leurs estimations, les chercheurs se sont focalisés sur les exoplanètes de taille similaire à la Terre (de rayon compris entre 0,5 et 1,5 fois le rayon terrestre), donc très probablement rocheuses. Ils ont également considéré les étoiles similaires au Soleil, approximativement de même âge et de même température (entre 4800 K et 6300 K) ; la plupart des étoiles qui répondent à ces critères sont des naines G et des naines K, qui sont légèrement plus petites que les naines G et environ deux fois plus nombreuses.

Les critères d’habitabilité : eau et lumière

Une condition sine qua non que doit remplir une planète pour héberger la vie est de disposer d’eau liquide à sa surface. Or, ceci n’est possible qu’à une certaine distance orbitale de l’étoile autour de laquelle elle évolue, une plage de distances appelée « zone habitable ». Dans cette nouvelle recherche, les scientifiques ont considéré un nouveau facteur : la quantité de lumière qui frappe les planètes examinées. En effet, cette quantité influe immanquablement sur la probabilité de présence d’eau liquide. Ainsi, l’équipe a également analysé les données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, concernant la quantité d’énergie émise par les étoiles. La combinaison des deux sources de données a permis de réaliser une analyse bien plus fine des exoplanètes.

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À partir d’une estimation « prudente » de l’effet de l’atmosphère sur la lumière, les chercheurs ont estimé qu’environ la moitié des étoiles semblables au Soleil ont des planètes rocheuses capables d’accueillir de l’eau liquide à leur surface. En réalité, le rôle exact de l’atmosphère d’une planète (sa composition, son épaisseur) sur sa capacité à supporter l’eau liquide reste à expliciter. Ce sera l’objet de recherches supplémentaires.

À noter par ailleurs que cette nouvelle recherche n’a pas pris en compte les naines rouges, également connues sous le nom de naines M, qui représentent environ les trois quarts de la population stellaire de la Voie lactée. Une étude de 2013, également basée sur les données de Kepler, a estimé qu’environ 6% des systèmes de naines rouges hébergent une planète à peu près semblable à la Terre, en zone habitable. L’une de ces planètes est la célèbre Proxima b, en orbite autour de la naine rouge Proxima Centauri. Située à seulement 4,2 années-lumière, c’est l’exoplanète la plus proche de notre système solaire connue à ce jour.

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L’habitabilité des naines rouges est toutefois sujette à débat. Ces étoiles émettent peu de lumière et de ce fait, les exoplanètes doivent se situer très près d’elle pour afficher une température de surface comparable à la Terre. Or, à cette distance, la gravité de l’étoile engendre une rotation synchrone ; par conséquent, une seule et même moitié de la planète est constamment éclairée, tandis que l’autre reste plongée dans le noir. Les naines rouges sont également beaucoup plus actives que les étoiles semblables au Soleil, surtout dans leur jeunesse. Ainsi, une éruption intense peut rapidement dépouiller les planètes environnantes de leur atmosphère.

De 2009 à 2018, Kepler a été particulièrement prolifique : le télescope a découvert plus de 2800 exoplanètes, soit près des deux tiers des mondes extraterrestres connus. Et ce nombre continue de croître à mesure que les scientifiques examinent l’énorme quantité de données glanées par l’engin spatial lors de sa mission. Des milliers de planètes candidates attendent encore d’être scrupuleusement analysées…

Source : The Astronomical Journal, S. Bryson et al.

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