Les zones habitables pourraient ĂȘtre beaucoup plus restreintes qu’on ne le pensait

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Crédits : NASA/JPL-Caltech

Une récente étude suggÚre de revoir le principe de « zone habitable ». Certaines planÚtes évoluant trop prÚs des bords de cette zone pourraient en effet ne pas permettre à la vie complexe de se développer.

On dĂ©nombre aujourd’hui 3 917 exoplanĂštes confirmĂ©es. Parmi elles, environ 50 sont censĂ©es Ă©voluer dans la zone habitable de leur Ă©toile, Ă  l’intĂ©rieur de laquelle de l’eau liquide peut exister Ă  la surface. Cependant, selon une nouvelle Ă©tude, ces zones dites « habitables » pourraient ĂȘtre finalement beaucoup plus Ă©troites qu’on ne le pensait. Et forcĂ©ment, cela pourrait avoir un impact sur le nombre de planĂštes Ă©tudiĂ©es par les chercheurs pour des recherches futures de vie extraterrestre.

L’importance du dioxyde de carbone

On estimait jusqu’à prĂ©sent – en se basant sur les donnĂ©es de Kepler – Ă  environ 40 milliards le nombre de planĂštes semblables Ă  la Terre Ă©voluant dans notre Galaxie, dont 11 milliards pourraient faire le tour d’étoiles de type solaire. Sur la base de ces estimations, nous pourrions alors ĂȘtre tentĂ©s de penser que la vie pullule dans la Voie lactĂ©e. Mais il semblerait que nous ayons vu « trop large ».

Pour que la vie telle que nous la connaissons puisse avoir la chance de se dĂ©velopper, de l’eau et de l’oxygĂšne sont nĂ©cessaires. Oui, mais pas que. Une autre grande signature biologique essentielle doit Ă©galement ĂȘtre prise en compte : le dioxyde de carbone. Et Ă  de justes doses : trop de ce composĂ© serait en effet toxique pour la vie complexe, alors que trop peu signifierait que les procaryotes prĂ©coces ne pourraient pas se manifester. Or, ces formes de vie de base sont essentielles si des formes de vie plus complexes veulent Ă©voluer.

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ExoplanĂštes : doit-on redĂ©finir le principe de zone habitable ? CrĂ©dits : NASA/AMES/SETI

Trouver le bon Ă©quilibre

Outre la distance qui la sĂ©pare de son Ă©toile, la tempĂ©rature de surface d’une planĂšte dĂ©pend de son atmosphĂšre (riche en azote, en oxygĂšne, en dioxyde de carbone et en eau), et plus particuliĂšrement de son effet de serre. Vous devriez avoir le mĂȘme processus gĂ©ochimique carbonate-silicate observĂ© sur Terre. Au cours de ce processus, la sĂ©dimentation et les intempĂ©ries provoquent la carbonisation des roches silicatĂ©es, tandis que l’activitĂ© gĂ©ologique entraĂźne la reconstitution des roches carbonĂ©es.

C’est ce processus qui garantit que les niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphĂšre restent relativement stables, permettant ainsi une augmentation des tempĂ©ratures de surface (effet de serre). Plus la planĂšte est proche du bord intĂ©rieur de la zone habitable (plus proche de son Ă©toile), et moins vous avez besoin de dioxyde de carbone pour rĂ©chauffer les tempĂ©ratures. Et, au contraire, plus vous vous Ă©loignez de votre Ă©toile, et plus vous avez besoin de dioxyde de carbone.

Si vous ĂȘtes un peu trop Ă©loignĂ© de votre Ă©toile mais que vous avez suffisamment de dioxyde de carbone dans l’atmosphĂšre pour compenser, alors de l’eau liquide pourrait donc exister en surface.  Les tempĂ©ratures s’y prĂȘteraient. Ainsi, si l’on ne se base que sur le principe « d’eau liquide », la zone habitable permettant sa prĂ©sence paraĂźt assez large. En revanche, lorsque l’on prend en compte les niveaux de dioxyde de carbone, la zone s’amincit considĂ©rablement. Voici pourquoi.

Les cas Kepler-62f

Prenons l’exemple de Kepler-62f. Cette super-Terre, retrouvĂ©e Ă  990 annĂ©es-lumiĂšre, gravite autour d’une Ă©toile lĂ©gĂšrement plus petite que le Soleil. La planĂšte Ă©volue autour de son Ă©toile Ă  peu prĂšs Ă  la mĂȘme distance que VĂ©nus du Soleil. Mais la masse infĂ©rieure de l’étoile signifie qu’elle se trouve sur le bord extĂ©rieur de la zone habitable. À premiĂšre vue, bord extĂ©rieur ou non, le simple fait de se positionner dans la zone habitable avait permis de considĂ©rer la planĂšte comme une candidate de choix pour la recherche d’une vie extraterrestre.

Or, en prenant en compte les niveaux de gaz Ă  effet de serre nĂ©cessaires pour que les tempĂ©ratures de surface permettent la prĂ©sence d’eau liquide, les chercheurs ont calculĂ© qu’il faudrait 1 000 fois plus de dioxyde de carbone (300 Ă  500 kilopascals) que ce qui Ă©tait enregistrĂ© sur Terre lorsque les premiĂšres formes de vie complexes ont Ă©voluĂ©. Et 1 000 fois plus, ce serait tout simplement toxique pour la plupart des formes de vie. En consĂ©quence, mĂȘme s’il fait suffisamment chaud pour avoir de l’eau liquide en surface, les niveaux de dioxyde de carbone nĂ©cessaires seraient trop Ă©levĂ©s.

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Kepler 62f aurait besoin d’une atmosphĂšre riche en dioxyde de carbone pour que l’eau soit sous forme liquide. Malheureusement, ces niveaux de gaz Ă  effet de serre seraient toxiques pour le vivant. CrĂ©dits : NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

Les zones habitables 4 fois plus minces

Ce n’est ici qu’un exemple. AprĂšs avoir pris en compte cette nouvelle contrainte, les chercheurs ont conclu que, plus globalement, la zone habitable permettant Ă  une vie complexe de se dĂ©velopper devait ĂȘtre considĂ©rablement rĂ©duite. Environ quatre fois plus mince qu’on ne le pensait. En partant de ce principe, de nombreuses planĂštes considĂ©rĂ©es autrefois comme potentiellement habitables ne le seraient finalement plus. Notamment celles Ă©voluant trop prĂšs du bord extĂ©rieur de leurs zones habitables. Ces nouvelles donnĂ©es devront ĂȘtre prises en compte lors des futures campagnes d’observations.

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