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Exoterres : les plus proches seraient à moins de 22 années-lumière

En utilisant les observations de Kepler, le chasseur d’exoplanètes, deux astrophysiciens américains ont tenté d’évaluer la distance la plus probable à laquelle se trouverait une exoterre habitable. Les naines rouges étant les étoiles les plus nombreuses de la Voie lactée, une jumelle de la Terre se trouverait probablement en orbite autour de l’une d’elles, à environ 13 années-lumière de la Terre.

En image, une vue d'artiste d'une exoplanète avec une lune en orbite autour d'une naine rouge. Les jeunes naines rouges sont souvent colériques, ce qui rend un peu problématique l'estimation des chances de développement d'une vie complexe sur une exoterre en orbite autour d'une telle étoile. © David A. Aguilar, CfA En image, une vue d'artiste d'une exoplanète avec une lune en orbite autour d'une naine rouge. Les jeunes naines rouges sont souvent colériques, ce qui rend un peu problématique l'estimation des chances de développement d'une vie complexe sur une exoterre en orbite autour d'une telle étoile. © David A. Aguilar, CfA

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La découverte d’une mystérieuse météorite verte présentée comme un morceau de roche de la planète Mercure, évoque inévitablement pour les fans de Superman la fameuse kryptonite censée venir de la planète Krypton. Ce n’est qu’un rapprochement amusant et dénué de fondement scientifique, bien sûr, mais l’article que viennent de mettre en ligne Courtney Dressing et David Charbonneau du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) semble montrer que la réalité est en train de rejoindre quelque peu la fiction.

 


La présentation de la mission Kepler. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En passant simplement la souris sur le rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « français », puis cliquez sur « OK ». © Nasa Ames, YouTube

 

Des soleils rouges comme dans Superman

On sait en effet que dans la célèbre bande dessinée, le personnage de Superman est censé provenir d’une ancienne civilisation née sur une planète plus massive que la Terre, en orbite autour d’un soleil rouge. Or, il y a quelque temps déjà, la chasse aux exoplanètes avait conduit à la conclusion qu’il y avait des milliards de superterres dans la zone d’habitabilité autour de naines rouges, dans la Voie lactée.

En utilisant le catalogue des 158.000 étoiles observées par Kepler pour y découvrir des transits planétaires d’exoplanètes, les deux chercheurs ont tenté d’affiner les estimations concernant la fréquence des exoterres habitables dans notre Galaxie, et donc la distance la plus probable à laquelle pourrait se trouver une jumelle de la Terre.

Indépendamment des observations de Kepler, on savait déjà depuis longtemps que si des planètes existaient dans la Voie lactée, elles avaient plus de chances de se trouver en orbite autour d’une naine rouge dans un système binaire. Les étoiles doubles sont les plus fréquentes dans la Galaxie, ainsi que les naines rouges. On estime ainsi que 75 % des étoiles les plus proches dans un rayon de dix parsecs (pc) sont des naines rouges (plus précisément de type M) et qu’il y en aurait plus de 75 milliards dans la Voie lactée.

Une vue d'artiste d'une exoplanète avec une lune en orbite autour d'une naine rouge. Ces étoiles vivant plus longtemps que notre Soleil, elles pourraient abriter des civilisations âgées de plusieurs milliards d'années déjà. © David A. Aguilar, CfA
Une vue d'artiste d'une exoplanète avec une lune en orbite autour d'une naine rouge. Ces étoiles vivant plus longtemps que notre Soleil, elles pourraient abriter des civilisations âgées de plusieurs milliards d'années déjà. © David A. Aguilar, CfA

Une naine rouge a en moyenne un diamètre d’environ un tiers de celui du Soleil, et elle est 1.000 fois moins lumineuse. Cela implique que si une planète se trouve dans sa zone d’habitabilité, elle doit être bien plus proche de son étoile que ne l’est la Terre du Soleil. Une telle planète habitable serait très probablement en rotation synchrone, ce qui veut dire qu’elle présente toujours la même face à son soleil.

Une telle situation génère un environnement difficile. Selon les exobiologistes, cela n’interdit pas l’apparition de la vie, ni même celle d’une civilisation intelligente. Les membres de Seti peuvent donc raisonnablement y rechercher des technosignatures. L’atmosphère et les océans d’une planète dans la zone d’habitabilité autour d’une naine rouge pourraient bien assurer une répartition des températures entre la face perpétuellement dans l’obscurité et celle dans la lumière du jour, rendant le climat moins extrême.

Une Krypton à moins de 22 années-lumière de la Terre ?

Un autre facteur qui rend difficile l'apparition et le développement de la vie autour des naines rouges doit toutefois être pris en compte. On sait en effet que les naines rouges de type M sont sujettes à des éruptions magnétiques violentes générant des radiations mortelles pour les organismes vivants. Cependant, comme la Terre se protège des colères du Soleil avec son champ magnétique et son atmosphère, on ne peut pas en déduire que la vie est impossible autour de ces étoiles.

Un graphique montrant l'échantillon des 95 exoplanètes autour de naines rouges (red dwarf), peut-être découvertes par Kepler, utilisé pour estimer la distance de l'exoterre la plus proche. Seulement trois sont dans la zone d'habitabilité (bande verte). En abscisse, l'éclairement reçu par l'exoplanète rapporté à celui de la Terre, et en ordonnée son rayon par rapport à celui de la Terre (Earth). © C. Dressing, CfA
Un graphique montrant l'échantillon des 95 exoplanètes autour de naines rouges (red dwarf), peut-être découvertes par Kepler, utilisé pour estimer la distance de l'exoterre la plus proche. Seulement trois sont dans la zone d'habitabilité (bande verte). En abscisse, l'éclairement reçu par l'exoplanète rapporté à celui de la Terre, et en ordonnée son rayon par rapport à celui de la Terre (Earth). © C. Dressing, CfA

Courtney Dressing et David Charbonneau ont retenu dans un premier temps un échantillon approprié de 3.897 naines rouges dans le catalogue de Kepler. Dans cet échantillon, les observations de Kepler ont conduit à suspecter la présence de 95 exoplanètes. Trois pourraient bien être dans la zone d’habitabilité, avec un rayon compris entre 0,9 et 2 fois celui de la Terre.

Il s’agit de Kepler Object of Interest (KOI) 1422.02, qui a une période orbitale de 20 jours pour un rayon de 0,9 fois celui de la Terre ; de KOI 2626.01, avec un rayon de 1,4 fois celui de notre planète et avec une année de 38 jours ; et enfin de KOI 854.01 avec son rayon de 1,7 fois celui de la Terre sur une orbite de 56 jours. Toutes les trois sont situées de 300 à 600 années-lumière de notre planète.

Potentiellement trois exoplanètes dans la zone d’habitabilité

Au final, cet échantillon indiquerait qu’environ 6 % des naines rouges possèderaient une exoterre habitable et qu’il y aurait 95 % de chance que la plus proche soit dans un rayon de moins de 23 années-lumière (7 pc). La distance la plus probable estimée est même de 13 années-lumière (4 pc).

Comme il y a 248 naines rouges à moins de 32 années-lumière (10 pc) de la Terre, Courtney Dressing et David Charbonneau en concluent qu’il y a probablement trois exoterres qui attendent d’être observées à l’aide du télescope James Webb. Quand on se rappelle que voilà quelques mois, on a annoncé la découverte d’exoplanètes autour de Tau Ceti et Alpha du Centaure, cela laisse songeur…


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