Kepler-186f, découverte en 2014, est une planète de taille et de masse comparable à celle de la Terre, située à la limite extérieure de la zone habitable de son étoile… une naine rouge. Est-elle vraiment habitable ? Peut-il y avoir de l’eau liquide à sa surface ? © Nasa Ames, Seti Institute, JPL-Caltech

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Habitabilité : autour des naines rouges, les exoterres sont bien trop chaudes

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Autour des naines rouges, il ne suffit pas d'être dans la zone habitable pour être une planète habitable. Des simulations informatiques montrent en effet que les exoplanètes peuvent conserver une atmosphère étouffante, bien trop chaude pour l'eau à l'état liquide. Sauf si la taille est plus petite que la Terre...

En ce mois de mai 2016, la récolte de nouvelles exoplanètes fut très bonne. En une seule prise, c'est pas moins de 1.284 planètes confirmées qui ont été ajoutées aux catalogues. Ce qui conduit à un total, à présent, de 3.412 planètes extrasolaires (voir l'encyclopédie Exoplanet.eu). Il y a à peine trois ans, on n'en connaissait pas encore 1.000... Les chercheurs peuvent remercier le satellite Kepler : en l'espace de quatre années (premier volet de sa mission) et la surveillance de quelque 150.000 étoiles réparties dans une petite fenêtre du ciel, il a débusqué des milliers de candidats. Et la chasse est loin d'être terminée. Les investigations continuent, sur Terre et dans l'espace, et ses successeurs, comme Tess, sont en préparation.

Parmi tous ces nouveaux venus, neuf figurent dans la zone habitable de leur étoile, c'est-à-dire que si l'atmosphère convient et s'ils possèdent de l'eau, il y a des chances pour qu'elle soit à l'état liquide à leur surface car il n'y fait ni trop chaud ni trop froid. Au total, 21 mondes potentiellement habitables sont connus actuellement.

De par sa taille, sa position et aussi de par son Soleil, Kepler-452b est une des planètes connues qui ressemble le plus à la nôtre (on n'a toutefois pas encore vu sa surface). Beaucoup d'autres sont des superterres : plus grosses et plus massives (et donc plus faciles à détecter) que la Terre. Et leur étoile, pour la plupart, est une naine rouge. Ces étoiles sont plus petites et moins chaudes que le Soleil et représentent environ 75 % de la population stellaire de la Galaxie. Les petites étoiles sont donc beaucoup plus nombreuses que les grosses et il en est de même, d'après les recherches, pour les planètes. Cela fait des dizaines de milliards de boules rocheuses... dont une partie pourrait circuler dans la zone habitable de leur étoile (plus resserrée que dans le cas d'un soleil).

Dans ce tableau figurent les 21 exoplanètes potentiellement habitables connues à ce jour. Celles qui ont été récemment validées sont orangées. Leurs tailles sont à comparer avec la Terre (Earth), Mars et Vénus. La bande verte marque la « zone habitable » relativement à la température de l’étoile-parent. Les naines rouges sont moins chaudes que le Soleil, lequel a une température en surface proche de 6.000 °C. © Nasa, Kepler

Pas de terres habitables dans les zones habitables des naines rouges

Cela en fait du monde... Un énorme gisement où rechercher d'éventuelles traces de vie. Oui, mais... rappelons que les naines rouges n'ont pas bonne réputation pour l'habitabilité. Même si elles peuvent paraître chétives, elles sont capables de redoutables colères qui peuvent déchirer l'atmosphère des planètes les plus proches. Quoique... pour certains, cela pourrait au contraire aider à amenuiser leurs enveloppes gazeuses (hydrogène et hélium à l'origine) et ainsi affaiblir un effet de serre étouffant. Or, il semble que cela ne fonctionne pas.

Dans une étude qui vient de paraître dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, une équipe dirigée par le professeur James Owen, de l'Institute for Advanced Studies à Princeton, démontre à travers ses simulations informatiques, qu'il devrait être difficile de trouver des terres habitables dans les zones habitables des naines rouges.

Pourquoi ? Parce qu'une planète de masse équivalente à la nôtre, ou supérieure, a de grandes chances de conserver tout au long de son évolution, à cause de sa gravité, une atmosphère épaisse. Celle-ci peut représenter un pour cent de la masse de l'astre (dans le cas de la Terre : un millionième). Aussi, dans ces conditions où l'effet de serre est énorme, la possibilité que de l'eau puisse demeurer à l'état liquide s'évapore ! Ce qui est doit être le cas de la plupart.

Mais tout n'est pas perdu. Pour les chercheurs, les conditions seraient plus propices à la surface de mondes moins massifs que la Terre. Des exomars qui ne retiennent pas bien leur atmosphère, épaisse dans leur passé. Les rayonnements X et ultraviolets peuvent de surcroît les user. La bonne nouvelle est que ces petites boules rocheuses sont sans doute beaucoup plus nombreuses que les planètes plus grosses et plus massives.

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