Notion de planètes habitables
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Description

Notion de planètes habitables La notion de planète habitable est ambiguë car elle ne tient pas compte du rôle joué par la vie elle- même dans le degré d'habitabilité d'une planète. En fait le terme d'habitabilité sous-entend généralement qu'une planète a un potentiel permettant l'émergence d'une vie primitive ainsi que son épanouissement sur le long terme. La condition première pour que la vie puisse se développer sur une planète est la présence permanente d'eau liquide à sa surface. Cette condition centrale engendre plusieurs contraintes: l'orbite de la planète doit être stable, de faible excentricité et se trouver dans une zone dite habitable c'est-à-dire ni trop proche ni trop éloignée de son «soleil »pour maintenir une température adéquate. la masse de la planète ne doit pas être trop petite ou trop grande, pour retenirgravitationnellement une atmosphère raisonnable sans provoquer de stress physiques aux structures biologiques. la présence d'un champ magnétique doit assurer la protection de l'atmosphère en déviant les particules abrasives émises par son « soleil », la présence d'une tectonique des plaques doit assurer la régulation de la température de surface à long terme par autorégulation des gaz à effet de serre (cycle du silicate et du carbonate). Ces contraintes sont des conditions premières permettant à la vie primitive d'émerger et surtout de s'épanouir.

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Publié le 25 octobre 2011
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Langue Français

Extrait

Notion de planètes habitables

La notion de planète habitable est ambiguë car elle ne tient pas compte du rôle joué par la vie elle-même dans le degré d'habitabilité d'une planète.

En fait le terme d'habitabilité sous-entend généralement qu'une planète a un potentiel permettant l'émergence d'une vie primitive ainsi que son épanouissement sur le long terme.

La condition première pour que la vie puisse se développer sur une planète est la présence permanente d'eau liquide à sa surface. Cette condition centrale engendre plusieurs contraintes: l'orbite de la planète doit être stable, de faible excentricité et se trouver dans une zone dite habitable c'est-à-dire ni trop proche ni trop éloignée de son «soleil »pour maintenir une température adéquate.

la masse de la planète ne doit pas être trop petite ou trop grande, pour retenirgravitationnellement une atmosphère raisonnable sans provoquer de stress physiques aux structures biologiques.

la présence d'un champ magnétique doit assurer la protection de l'atmosphère en déviant les particules abrasives émises par son « soleil », la présence d'une tectonique des plaques doit assurer la régulation de la température de surface à long terme par autorégulation des gaz à effet de serre (cycle du silicate et du carbonate).

Ces contraintes sont des conditions premières permettant à la vie primitive d'émerger et surtout de s'épanouir. Plus tard, si tout se passe comme sur Terre, les cycles géologiques et atmosphériques vont être fortement influencés par la présence de la vie elle-même, rendant cette planète de plus en plus hospitalière et propice aux développements d'une vie toujours plus complexe. Mais encore faut-il que la vie apparaisse ? Le problème c'est qu'on ne connaît rien du processus qui a permis cette émergence : est-il purement contingent ou s'appuie-t-il sur des phénomènes chimiques plus déterministes ? Autrement dit cette émergence est-elle improbable ou naturelle ? Question fondamentale à laquelle l'étude précise des exoterres pourra apporter un début de réponse.

La formation de planètes est un phénomène naturel

Trouverons-nous de l'eau en quantité suffisante sur ces planètes ? Contrairement aux idées reçues l'eau n'est pas rare dans l'univers, bien au contraire, c'est une moiécule banale qui apparaît spontanément dès qu'elle est un tant soit peu protégée de l'environnement radiatif et thermique de l'univers (comme par exemple dans les nuages denses et froid, cocons des futures étoiles et système planétaire...}, n'oublions pas que H2O est formé d'atomes d'hydrogène et d'oxygène qui sont le premier et le troisième élément les plus abondants de l'univers...

Remarque : exaucer la liste des conditions vitales précédemment énoncée peut paraître difficile et improbable, mais cette impression vient du fait qu'on considère ces contraintes indépendantes les unes des autres alors qu'elles forment en fait une chaîne interdépendante. On peut en effet constater les liens suivants : les planètes sont des sous-produits de la formation des étoiles ; la zone habitable est à l'intérieur de la zone de formation théorique des planètes telluriques ; les contraintes gravitationnelles sont compatibles avec l'inertie thermique de la planète (une grosse planète tellurique comme la Terre refroidit moins vite et retient mieux son atmosphère qu'une petite planète comme Mars) ; la température interne de la planète permet dégénérer, parconvection thermique, à la Fois un champ magnétique et une tectonique des plaques, cette dernière étant vraisemblablement favorisée par la présence d'un océan...

Les quelque 250 planètes découvertes à ce jour permettent de faire le bilan provisoire (valable uniquement pour les étoiles de type solaire) : il y a plus de planètes de petite masse que de planètes de grande masse (pour une planète de masse M, on trouve deux planètes de masse M/2 ou 4 planètes de masse M/4, etc.) ; au moins 7 %desétoiles de type solaire ont des planètes géantes en orbite à moins de 5 unités astronomiques (1 u.a. = 1 unité astronomique (ex: distance de la Terre au Soleil, soit environ 150 millions de km) de leur étoile, et 1 % d'entre elles ont une planète en orbite à moins de 0,1 u.a., on appelle ces dernières des « Jupiter chaud». Ces planètes géantes ont vraisemblablement migré vers leur étoile au cours de leur formation ; aucun véritable analogue à Jupiter (période orbitale de l'ordre de 15 ans) n'a été détecté à ce jour, probablement à cause de la limite temporelle des observations, cela ne devrait donc pas durer ; excentricité moyenne importante pour l'orbite de ces grosses planètes, probablement provoqué parle phénomène migratoire des planètes ; il y a d'autant plus de planètes géantes (en orbite à moins de 3 lia. de l'étoile) que l'étoile est riche en éléments lourds : il est possible qu'une trop grande richesse en éléments lourds favorise une migration des planètes géantes; 10% des étoiles à planètes se corn posent d'un cortège de plusieurs planètes, ce nombre est susceptible d'augmenter avec la sensibilité des instruments et la durée des observations.

Ce bilan montre que la formation de planètes est un phénomène naturel, il montre également que la migration des planètes géantes est un phénomène courant. La façon dont se distribue la population des planètes en fonction de leur masse (petites planètes plus nombreuses que les grandes) suggère que les planètes telluriques de masse terrestres sont probablement très nombreuses dans notre galaxie, peut-être aussi nombreuses que les étoiles. Mais encore faut-il qu'elles survivent à l'évolution dynamique de leur système.

La durée de vie des naines rouges peut dépasser dix fois celle de notre Soleil

Si 7 % des étoiles ont des planètes géantes proches de leurs étoiles, qu'en est-il des 93 % restantes ? Ces étoiles abritenteiies des systèmes comparables aux nôtres (avec des planètes géantes au-delà de la ligne des glaces et des pianètes telluriques proches ou dans la zone habitable) ou sont-elles vides ? Nul ne peut répondre encore à cette question, mais il semble peu probable qu'elles soient totalement vides.

Si la population des planètes géantes est uniformément répartie suivant le rayon de leur orbite, l'extrapolation statistique montre qu'au moins 15 % des étoiles de type solaire possèdent des planètes géantes (et que doncS %des systèmes planétaires serait du même type que le nôtre), mais si cette distribution n'est pas uniforme alors ce pourcentage pourrait doubler ou tripler.

Reste la question cruciale des étoiles de masse inférieure à celle du Soleil, en particulier les petites étoiles qu'on appelle naines rouges. Ces étoiles constituent 80% de la population stellaire et leur durée de vie peut dépasser dix fois celle de notre Soleil. Elles sont donc bien plus représentatives que les étoiles de type solaires. Ont-elles des planètes?Subissentelles des migrations?

Ces étoiles sont difficiles à observer car très peu lumineuses, mais paradoxalement elles permettent de détecter plus facilement des planètes habitables, à condition que l'étoile soit proche de nous (ou que l'on dispose d'un très grand télescope). jusqu'ici peu d'étoiles de ce type ont été surveillées (environ 500), mais on a déjà déniché quelques planètes de masse intermédiaire, dont la première planète « habitable»...

Si la vie était absente de tous Ees environnements extraterrestres

II semble toutefois qu'il y ait deux à trois fois moins de planètes géantes (de type Jupiter) autour de ces étoiles (et ce malgré le fait que ces planètes sont ici détectables au-delà de la « ligne des glaces » (cette ligne désigne le point entre, par exemple, les orbites de Mars et de Jupiter, où la matière est suffisamment froide pour que ses composés déglace volatile restent à l'état solide), mais cela ne paraît pas contrarier la formation de planètes de masses terrestres. Une étude récente réalisée à l'aide de radiotélescopes confirme que 13 %au moins de ces naines rouges possèdent une importante ceinture de débris trahissant la présence d'un système planétaire. Dans tout les cas, vu la plus grande facilité qu'il y a à détecter des planètes habitables autour de ces étoiles, il y a fort à parier que les naines rouges (étoiles les plus fréquentes au sein de la Voie lactée) constitueront très prochainement les « stars » de la recherche de planètes habitables dans notre environnement proche.

Si on trouve des traces de vie dans notre proche banlieue stellaire, on pourra alors conclure que la vie est un phénomène ordinaire dans notre galaxie et même dans les contrées les plus éloignées de l'univers. Mais si la vie est absente de tous les environnements extraterrestres que nous explorerons, dans cette éventualité nous aurons une estimation de la rareté du phénomène et combien son apparition sur Terre fut un événement hautement improbable mais également le cadeau le plus précieux que nous ait fait dame Nature.

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