Zone habitable

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

Une zone habitable (ZH), en astronomie, est une région de l'espace où les conditions sont favorables à l'apparition de la vie telle que l'on connaît sur Terre. 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 candidates 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).

Zone habitable circumstellaire[modifier | modifier le code]

Zone habitable autour du Soleil (en haut) et de Gliese 581 (au milieu)

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[réf. souhaitée]. 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[réf. nécessaire].

Si l'on admet au contraire que la Terre est à peu près au centre de la zone habitable autour du Soleil, on peut calculer pour une étoile quelconque la distance d_{AU} du centre de cette zone à l'étoile selon la taille et la luminosité L_{etoile}de l'étoile : l'énergie reçue par une planète étant inversement proportionnelle au carré de la distance à l'étoile (loi en carré inverse), on prend comme référence la distance de la Terre au Soleil (1 AU) et la luminosité de celui-ci L_{Soleil} pour obtenir l'équation relative suivante :

d_{AU} = \sqrt { \frac{ L_{etoile}}{L_{Soleil}} }
d_{AU} \, est le rayon de la ZH en unités astronomiques,
L_{etoile} \, est la luminosité de l'étoile, et
L_{soleil} \, est la luminosité du Soleil.

Par exemple une étoile avec 25 % de la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à environ 0,50 UA, et une étoile avec deux fois la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à 1,41 UA. Le « centre » de la ZH est donc 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 sur la séquence principale 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)[modifier | modifier le code]

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 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[modifier | modifier le code]

  • 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 des doutes subsistent quant à l'existence de cette exoplanète[4].
  • Le système stellaire constitué autour de HD 10180, une étoile de classe G distante de 127 années-lumière, 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].
  • Le 5 décembre 2011, la NASA révélait l’existence d’une autre planète positionnée dans la zone habitable d’une étoile semblable au Soleil. Cette planète baptisée Kepler-22 b est située à environ 600 années-lumière de la Terre. Selon la NASA, elle serait 2,4 fois plus grande que la Terre, et elle ferait le tour de son étoile en 290 jours[6]. Kepler-22 b représente un grand potentiel pour la recherche de vie extraterrestre.
  • Le 17 avril 2014, la NASA annonce que la planète Kepler-186 f se situe dans la zone habitable de l'étoile Kepler-186, et serait de taille équivalente à la Terre. Il s'agit en 2014 de la planète la plus semblable à la Terre[7].
  • Le 29 juin 2014 , Gliese 832 c a été découverte par une équipe internationale d'astronomes, dirigée par Robert A. Wittenmyer, elle est alors le membre le plus récent et le plus proche de la Terre dans le Catalogue des exoplanètes habitables.

Critiques[modifier | modifier le code]

Le concept est critiqué par Ian Stewart et Jack Cohen dans leur livre Evolving the Alien ("L'Évolution des extra-terrestres"), en deux points :

  • cette hypothèse suppose que la vie extraterrestre ait les mêmes besoins de développement que la vie terrestre, ce qu'ils considèrent comme réducteur ;
  • même en acceptant ce premier point, certaines circonstances rendraient habitables des planètes situées hors de la ZH. On suspect par exemple l'un des satellites de Jupiter, Europe, 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[8].

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Références en anglais[modifier | modifier le code]

  • 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[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]