- Zone habitable
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En astronomie, une zone habitable (ZH) est une région de l'espace où les conditions sont favorables à l'apparition de la vie. Il y a deux types de régions qui peuvent être conjointement favorables, une au niveau d'un système planétaire, l'autre au niveau d'une galaxie.
Les planètes et les lunes situées dans ces régions sont des candidats possibles à l'habitabilité d'une planète et donc capables d'héberger une vie extraterrestre.
Les astronomes pensent que la vie est possible dans une « zone habitable circumstellaire » située à l'intérieur d'un système planétaire et dans une « zone habitable galactique » (bien que la recherche sur ce dernier point débute à peine).
Sommaire
Zone habitable circumstellaire
La zone habitable circumstellaire (ou écosphère, abrégée en ZH) est une sphère théorique entourant une étoile et où la température à la surface des planètes y orbitant permettrait l'apparition d'eau liquide. Beaucoup pensent que l'eau liquide est vitale à cause de son rôle dans les réactions biochimiques. En 1959, les physiciens Philip Morrison et Giuseppe Cocconi ont décrit la zone dans une recherche du SETI. En 1961, Frank Drake a popularisé cette idée dans son équation.
Autour du Soleil, la plupart des auteurs situent la zone habitable entre 142 millions de kilomètres et 235 millions de kilomètres. Le fait que la Terre est située à 149,6 millions de Km implique que nous rasons la limite chaude, ce qui est discutable. Cela implique aussi que - le Soleil devenant, en vieillissant, de plus en plus lumineux (il gagne 7% de luminosité tous les milliards d'années) - la Terre ne sera plus dans la zone habitable dans 1 milliard d'années, ce qui est fort discutable aussi.
Une fois admis l'étendue de la zone habitable autour du Soleil, on peut calculer la distance de cette zone depuis l'étoile selon la taille et la luminosité de l'étoile.
L'énergie reçue par une planète étant inversement proportionnelle au carré de la distance à l'étoile, on obtient l'équation suivante :
- où
est le rayon de la ZH en unités astronomiques,
est la luminosité de l'étoile, et
est la luminosité du Soleil.
Par exemple une étoile avec 25 % de la luminosité du Soleil aura une ZH centré à environ 0,50 UA, et une étoile avec deux fois la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à 1,41 UA. C'est une conséquence de la loi en carré inverse de l'intensité lumineuse. Le « centre » de la ZH est défini comme la distance que l'exoplanète devrait avoir de son étoile pour avoir une température moyenne comparable à celle de la Terre en supposant (parmi beaucoup d'autres conditions) qu'elle ait une atmosphère similaire en composition et en densité.
Comme au cours de leur évolution les étoiles deviennent plus brillantes et plus chaudes, la ZH s'éloigne logiquement de l'étoile. Pour optimiser le potentiel de développement de la vie, une planète devrait se situer sur une orbite qui reste le plus longtemps possible dans la ZH.
Zone habitable galactique (ZHG)
Pour que la vie puisse apparaître sur une planète, il ne suffit pas qu'elle soit dans l'écosphère de son étoile ; son système planétaire doit se situer assez près du centre de la galaxie pour avoir suffisamment d'éléments lourds qui favorisent la formation de planètes telluriques et des atomes nécessaires à la vie, tels que le fer dans l'hémoglobine ou le cuivre dans l'hémocyanine et l'iode dans la glande thyroïde.
Mais ce système devra également se situer assez loin du centre galactique pour éviter des dangers tels que :
- des frôlements d'étoiles provoquant des instabilités orbitales ou des pluies de comètes et astéroïdes ;
- les radiations de supernovae ;
- le ou les grands trous noirs du centre galactique.
Des études ont montré également que des régions où les éléments lourds abondent semblent avoir plus de chance de posséder des planètes géantes orbitant très près de leur étoile, ce qui détruirait ou éjecterait hors du système des planètes de type terrestre. Pour toutes ces raisons, il est très difficile de déterminer la ZH d'une galaxie.
Dans notre galaxie, la Voie lactée, la ZHG serait située à 25 000 années-lumière (8 kiloparsecs) du centre galactique, s'étendant sur 6000 années-lumière et contenant des étoiles vieilles de 4 à 8 milliards d'années. Comme les galaxies ont des compositions différentes, la ZHG peut être plus ou moins grande, voire ne pas exister du tout.
Les candidates
- Trois planètes telluriques autour de Gliese 581, une naine rouge à 20,5 années-lumière de la terre, sont situées dans cette zone habitable[1]. Au sein de ce système Gliese 581 g est, au moment de sa découverte le 29 septembre 2010, la plus adaptée à la présence de la vie[2],[3] néanmoins, à ce jour, certains doutes subsistent encore quant à l'existence de cette exoplanète[4].
- Le système solaire constitué autour de HD 10180, une étoile de classe G distante de 127 années lumières, comporterait lui aussi une planète orbitant dans la zone habitable. Cette planète, HD 10180 g, se situerait à 1,422 UA de son étoile, sa masse pourrait être d'environ 20 fois celle de la Terre et sa période orbitale durerait l'équivalent de 601,2 jours terrestres[5].
Critiques
Le concept est critiqué par Ian Stewart et Jack Cohen dans leur livre Evolving the Alien (évolution des extra-terrestres), en deux points :
- le premier est que cette hypothèse suppose que la vie extraterrestre ait les mêmes besoins de développement que la vie terrestre, ce qui est réducteur selon leur point de vue ;
- le second est que même en acceptant ce premier point, certaines circonstances rendraient habitables des planètes situées hors de la ZH, comme par exemple pour un des satellites de Jupiter, Europe, que l'on suspecte d'abriter un océan sous une banquise de plusieurs kilomètres.
Notons aussi que la zone peut être plus large que prévu, en fonction de la quantité d'eau sur la planète[6].
Voir aussi
Articles connexes
Références en anglais
- Charles H. Lineweaver, Yeshe Finner and Brad K. Gibson, The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way, Science, janvier 2004, volume 303, n°5654, pages 59-62.
Liens externes en anglais
- The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight
- "Stars and Habitable Planets" at SolStation
- The Habitable Zone Gallery
Notes
- (fr)Laurent Sacco, « Exoplanète : Gliese 581 c serait favorable au développement de la Vie ! » sur Futura-Sciences
- (en) New Planet May Be Able to Nurture Organisms dans The New York Times du 29 septembre 2010.
- Des astronomes découvrent une exoplanète potentiellement habitable dans Le Monde du 30 septembre 2010.
- http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=8334
- Planet: HD10180g, Extrasolar Planets Encyclopaedia. Consulté le 27 septembre 2010.
- http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/les-exoterres-sont-probablement-des-arakis-comme-dans-la-saga-dune_33262/#xtor=EPR-17-[QUOTIDIENNE]-20110908-[ACTU-les_exoterres_sont_probablement_des_arrakis__comme_dans_la_saga_dune]
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