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Les naines rouges : des environnements peu favorables à la vie ?

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D'après les observations en infrarouge fournies par le satellite Spitzer, si des exoterres existent autour de certaines naines rouges, la chimie prébiotique qui pourrait y démarrer serait probablement très différente de celle qui a eu lieu sur notre planète. Les instruments de Spitzer montrent en effet une carence en cyanure d'hydrogène dans les disques protoplanétaires entourant les jeunes naines rouges. Or cette molécule est peut-être indispensable pour la synthèse d'une des bases de l'ADN.

Une vue d'artiste d'une soupe chaude primitive à la surface d'une jeune exoterre autour d'une naine rouge. Crédit : Nasa/JPL-Caltech

La mission Kepler vient d'être lancée et les exobiologistes s'attendent à détecter grâce à elle des planètes de type terrestre autour d'étoiles semblables au Soleil et d'autres plus petites et plus froides, que l'on appelle des naines rouges.

On sait que les observations des exoplanètes ont surpris les planétologues et les théoriciens de la mécanique céleste en montrant que, contrairement à ce que leurs modèles numériques prédisaient, des planètes géantes gazeuses orbitent très près de leurs étoiles. Si nous connaissons maintenant plus de 300 exoplanètes et si les systèmes planétaires semblent bien ne pas être un phénomène rare dans la galaxie, la diversité mise en évidence laisse penser que, dans la Voie lactée, peu de systèmes planétaires ressemblent au système solaire. Ces systèmes seraient non seulement différents du point de vue de la physique mais aussi sur le plan chimique si l'on en croit les observations menées par un groupe d'astronomes à l'aide du satellite Spitzer.

Comme l'explique Ilaria Pascucci de l'université John Hopkins à Baltimore dans un article bientôt publié dans Astrophysical Journal, elle et ses collègues ont cherché à savoir si des molécules comme le cyanure d'hydrogène (HCN) existent dans les disques de poussières et de gaz entourant les étoiles en formation, âgées de seulement quelques millions d'années.

La molécule HCN est particulièrement importante car elle servirait de matériau de base à des processus cosmochimiques conduisant à la formation d'une base azotée importante pour la vie telle que nous le connaissons, l'adénine. Dans le cas de la Terre et du système solaire, on pense que cette molécule apparue dans le disque protoplanétaire a été amenée dans les océans primitifs de la jeune Terre par le bombardement des météorites et des comètes. Sans cette molécule, l'ADN, la molécule de la vie telle que nous la connaissons, ne pourrait pas avoir existée car l'adénine en est un composant essentiel.

En jaune, le spectre des disques des étoiles de type solaire montre une abondance de HCN alors qu'en rouge celui des disques des étoiles froides en est dépourvu ou presque. Crédit : Nasa/JPL-Caltech

Kepler et Darwin chercheront-ils au mauvais endroit ?

Pascucci et ses collègues ont donc analysé les disques protoplanétaires autour de 17 étoiles froides de type naines rouges (M5-M9) et naines brunes, ainsi que les disques protoplanétaires entourant les étoiles jaunes similaires au Soleil, soit au total 44 étoiles de type K. Les chercheurs ont découvert que les disques des naines rouges de type M et des naines brunes semblent dépourvues de cyanure d'hydrogène, alors que 30% des étoiles semblables au Soleil en possèdent.

Une telle différence pourrait s'expliquer par le fait que le rayonnement ultraviolet des jeunes étoiles de type K est plus intense que celui des jeunes naines rouges. Les réactions photochimiques produisant du cyanure d'hydrogène seraient donc beaucoup plus efficaces dans le premier cas.

D'après les estimations des planétologues, des exoterres en orbite dans la zone d'habitabilité de leur étoile serait plus faciles à trouver avec Kepler autour d'étoiles naines rouges qu'autour d'étoiles de type K. La mission Darwin qui devrait être lancées après 2015 devrait être en mesure d'analyser la composition chimique des atmosphères de telles exoterres.

Mais l'absence ou pour le moins la pauvreté en molécules de HCN découvert dans les disques protoplanétaires autour des jeunes naines rouges rend peut-être improbable l'apparition d'une vie sur ces exoterres puisque la production d'adénine dans ces environnements ne semble pas y être favorisée.

Un autre facteur doit être pris en compte, qui rend difficile l'apparition et le développement de la vie autour de ces étoiles. 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.

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