Habitabilité des systèmes autour des naines rouges
Déterminer
l'habitabilité des naines rouges pourrait aider à déterminer si la
vie est courante dans l'Univers. En effet, les naines rouges représenteraient 80 à
85 % des étoiles de notre galaxie, ce qui correspondrait environ à
« 160 milliards sur les 200 milliards d'étoiles dans la Voie lactée ».
Pendant
des années, les astronomes ont écarté les naines rouges des systèmes
potentiellement habitables. Leur petite taille (entre 0,1 et 0,6 masse solaire)
correspond à des réactions nucléaires extrêmement lentes :
elles émettent très peu de lumière (entre 0,01 et 3 % de celle du Soleil).
Toute planète en orbite autour d'une naine rouge devrait être très près de son
étoile-hôte pour avoir une température de surface comparable à celle de la
Terre : de 0,3 UA (légèrement moins que Mercure) pour une étoile comme Lacaille 8760,
à 0,032 UA (l'année d'une telle planète durerait 6 jours terrestres) pour une
étoile comme Proxima du Centaure.
À ces
distances, la gravité de l'étoile engendre une rotation synchrone. Une moitié de la planète serait constamment éclairée, tandis que
l'autre ne le serait jamais. La seule possibilité pour qu'une vie
potentielle ne soit pas soumise à une chaleur ou un froid extrême est le cas où
cette planète aurait une atmosphère suffisamment épaisse pour transférer la
chaleur de l'hémisphère éclairé vers l'hémisphère nocturne. Pendant longtemps,
on a supposé qu'une atmosphère aussi épaisse empêcherait la lumière de l'étoile
d'atteindre la surface, rendant la photosynthèse
impossible.
De
récentes découvertes tendent cependant à contester ce point de vue. Des études
menées par Robert Haberle et Manoj Joshi du Ames Research Center de la NASA ont montré que
l'atmosphère d'une planète autour d'une naine rouge aurait seulement besoin
d'être 15 % plus épaisse que celle de la Terre pour permettre à la chaleur
de l'étoile de se diffuser sur la face jamais éclairée. L'eau resterait gelée
sur cette face dans certains de leurs modèles. Cette marge est par ailleurs
tout à fait compatible avec la photosynthèse. Martin Heath du Greenwich Community
College a montré que l'eau de mer pourrait également circuler sans geler
entièrement du côté à l'ombre si les océans étaient suffisamment profonds sur
cette face pour permettre un libre mouvement de l'eau sous la couche de glace
située à la surface. Ainsi, une planète avec des océans et une atmosphère
appropriés en orbite autour d'une naine rouge, pourrait, au moins en théorie,
accueillir la vie.
La taille
n'est cependant pas le seul critère rendant la présence de vie improbable
autour des naines rouges. Une planète autour d'une naine rouge ne serait
éclairée que d'un seul côté et donc la photosynthèse serait impossible sur plus
de la moitié de sa surface (le côté nocturne et les zones à l'ombre sur la face
éclairée). De plus, les radiations d'une naine rouge sont principalement dans
l'infrarouge alors que sur Terre, la photosynthèse utilise la lumière visible.
Pourtant, une partie de son spectre est bien dans le visible (principalement
dans le rouge) et la photosynthèse (terrestre) se fait une bonne
part avec cette fenêtre spectrale. De plus, on peut imaginer un système
utilisant le proche infrarouge.
Les naines rouges
sont beaucoup plus variables et violentes que leurs cousines plus grandes et
plus stables. Elles
sont souvent couvertes de taches solaires qui peuvent diminuer la lumière
émise par l'étoile jusqu'à 40 % pendant quelques mois tandis qu'à d'autres
périodes de gigantesques éruptions solaires doublent sa brillance en
quelques minutes. De telles variations endommageraient fortement la vie, bien
qu'il soit possible qu'elles stimuleraient l'évolution des espèces en augmentant le
taux de mutation et en modifiant rapidement le
climat.
Les
naines rouges ont cependant un avantage majeur sur les autres étoiles comme
systèmes hôte de la vie : elles
brûlent très longtemps. L'humanité est apparue sur Terre 4,5 milliards
d'années après la formation de notre planète et la vie telle que nous la
connaissons disposerait de conditions adéquates autour de notre étoile pour
seulement 500 millions à moins d'1 milliard d'années supplémentaires. Au
contraire, les naines rouges peuvent brûler des dizaines de milliards d'années car les réactions nucléaires
dont elles sont le siège sont beaucoup plus lentes que celles des plus grosses
étoiles. La vie y disposerait donc de bien plus de temps pour se développer et
pour évoluer.
Sources: https://fr.wikipedia.org/wiki/Habitabilit%C3%A9_d'une_plan%C3%A8te#Habitabilit.C3.A9_des_syst.C3.A8mes_autour_des_naines_rouges
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