Espace

Cherchons-nous au bon endroit ?

Geoffrey VAN HECKE • geoffrey@bvhco.be 

© lukszczepanski – stock.adobe.com, Flickr/CC/Kevin Gill, © NASA/JPL-Caltech/MSSS, © NASA/JPL-Caltech, © Polaris Dawn, SpaceX

La vie extraterrestre nous fait rêver, éveille notre curiosité, alimente les pronostics les plus fous… et reste étonnamment silencieuse. Dans un Univers aux milliards de galaxies, elles-mêmes constituées de milliards de systèmes, c’est interpellant. D’où le fameux paradoxe de Fermi. La vie se développe-t-elle si difficilement qu’elle en devient invisible ? Est-ce la distance qui nous sépare de ces autres ? Ou autre chose ? 

 
Les naines rouges

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. À ces distances, la gravité de l’étoile engendre une rotation synchrone par le phénomène de verrouillage gravitationnel. 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 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. À condition que les océans y soient suffisamment profonds 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 appropriée en orbite autour d’une naine rouge, pourrait, au moins en théorie, accueillir la vie.

Jupiter et quelques-unes de ses nombreuses lunes: Io, Europe, Ganymède et Callisto.
Io possède le volcanisme le plus intense de tout le système solaire.

Verrouillage gravitationnel

Par ailleurs, un autre facteur est susceptible de contourner les effets de la nécessaire proximité de l’étoile et donc de l’effet de ses marées: une exolune située en orbite d’une planète de grande taille (par ex. : une géante gazeuse) fera l’objet d’un verrouillage gravitationnel avec la planète elle-même et non avec l’étoile; de ce fait, l’exolune pourrait bénéficier d’un cycle de jour et de nuit correspondant à sa période de rotation autour de la planète, et perturbé par les éclipses produites régulièrement par cette même planète. Dans le cas où la planète serait située dans la zone habitable de la naine rouge, par exemple après migration planétaire, l’exolune serait elle‑même située dans la zone habitable, mais sans verrouillage gravitationnel avec la naine rouge. Une telle exolune aurait une orbite stable à la condition que sa période de rotation autour de la planète soit inférieure à environ 1/9e de la période de rotation de cette même planète autour de son étoile.

Toutefois, une trop grande proximité de l’exolune pourrait conduire à un réchauffement par effet de marée, susceptible d’être trop important, provoquant un emballement de l’effet de serre. Dans notre système solaire, Io, satellite naturel de Jupiter, en est l’exemple parfait. Avec plus de 400 volcans actifs, Io est l’objet le plus géologiquement actif du Système solaire. Cette activité extrême est le résultat d’un réchauffement par effet de marée, dû au frottement engendré à l’intérieur de la lune par ses interactions gravitationnelles avec Jupiter et les autres satellites galiléens – notamment Europe et Ganymède avec lesquelles elle est en résonance orbitale. Ces volcans produisent des panaches de soufre et de dioxyde de soufre qui s’élèvent à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de la surface, puis recouvrent les vastes plaines de la lune d’une couche givrée de matériaux. La composition de l’exolune dépendrait du processus de sa formation:

  1. Dans le cas d’une formation in situ autour de la planète massive avant migration planétaire, elle serait constituée d’une majorité de silicates et d’une quantité importante d’eau (tout comme les satellites galiléens).
  2. Dans le cas d’une capture orbitale, elle pourrait avoir une composition proche de celle de la Terre. 

La taille n’est cependant pas le seul critère rendant la présence de vie improbable autour de ce type d’étoile. Leurs radiations sont principalement dans l’infrarouge, alors que sur Terre, la photosynthèse utilise la lumière visible. 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 jusqu’à 40% la lumière émise pendant quelques mois, tandis qu’à d’autres périodes de gigantesques éruptions solaires doublent leur 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: elles brûlent très longtemps. L’humanité est apparue sur Terre 4,5 milliards d’années après la formation de notre planète. La vie telle que nous la connaissons disposerait de conditions adéquates 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. Les réactions nucléaires dont elles sont le siège sont beaucoup plus lentes que celles des plus grosses étoiles. La vie autour disposerait donc de bien plus de temps pour se développer et évoluer. De plus, même si la probabilité de trouver une planète dans leur zone habitable est faible, le nombre total de zones habitables autour des naines rouges est égal à celui des étoiles semblables au Soleil étant donné leur grand nombre. 

La géographie cosmique

Mais le développement de la vie nécessite également un environnement favorable. Les «Bons Jupiters» sont des planètes géantes gazeuses, comme la planète Jupiter de notre Système solaire, qui tournent autour de leur étoile sur des orbites circulaires, suffisamment loin de la zone habitable pour ne pas avoir un effet perturbateur, mais suffisamment proches pour «protéger» les planètes telluriques situées sur des orbites intérieures. Tout d’abord, elles stabilisent les orbites de ces planètes, et par là même leur climat. De plus, elles contribuent à limiter le nombre de comètes et d’astéroïdes qui pourraient causer des impacts dévastateurs sur une planète abritant la vie. Jupiter tourne autour du Soleil à une distance environ 5 fois plus grande que ne le fait la Terre. C’est à une distance comparable que les scientifiques espèrent trouver des «bons Jupiters» autour d’autres étoiles. Le rôle de Jupiter fut mis en lumière en 1994 lorsque la comète Shoemaker-Levy 9 s’y écrasa. Si la gravité jovienne n’avait pas capturé la comète, celle-ci aurait très bien pu entrer dans le Système solaire intérieur. Aux premiers âges du Système solaire, Jupiter joua un rôle inverse: elle contribua à augmenter l’excentricité des orbites de la ceinture d’astéroïdes. Un grand nombre d’entre eux s’écrasèrent sur Terre et lui fournirent quantité d’éléments volatiles, comme l’eau. Ainsi, alors que les géantes gazeuses sont désormais d’utiles protectrices, elles permirent l’apport de matière indispensable à l’habitabilité.

Des scientifiques ont aussi émis l’hypothèse que certaines zones de la galaxie sont davantage propices à la vie. Le Système solaire dans lequel nous vivons, dans le bras d’Orion, sur un côté de la Voie lactée, est considéré comme étant un emplacement favorable. Très éloigné du centre galactique, il évite certains dangers:

  • • Il n’est pas dans un amas globulaire.
  • • Il n’est pas à proximité d’une source active de rayons gamma.
  • • Il est éloigné du trou noir supermassif communément associé à Sagittarius A*.
  • • L’orbite circulaire du Soleil autour du centre galactique ne le fait pas rencontrer un des bras spiraux de la galaxie, où les radiations intenses et la gravitation perturberaient considérablement toute forme de vie. 

Un isolement stellaire relatif est en définitive ce dont un système où la vie est présente a besoin. Si le Système solaire était entouré de nombreux systèmes voisins, ceux-ci pourraient déranger la stabilité des orbites (notamment les objets du nuage d’Oort (1) et de la ceinture de Kuiper (2), qui pourraient produire des conséquences catastrophiques s’ils étaient déviés vers l’intérieur du Système solaire). Des proches voisins augmentent aussi la possibilité d’être dans la zone fatale d’un pulsar ou d’une explosion de supernova.

Ce qui est fascinant en astronomie, c’est de voir un tel nombre de variables, que rien n’est impossible. Nous n’aurons jamais fini de chercher. 

(1) Vaste ensemble d’objets qui formerait la frontière gravitationnelle du Système solaire.

(2) Il s’agit d’une ceinture d’astéroïdes, restes de la formation du Système solaire.


Espace

Mais encore…

De la vie sur Mars ?

Perseverance est sur Mars depuis 2021, il pourrait avoir découvert des traces de microbes fossilisés sur la planète rouge. Une preuve que la vie a existé jadis sur Mars. Perseverance se trouvait près de «Cheyava Falls», un rocher en forme de flèche qui était probablement submergé sous l’eau à l’époque où la planète rouge avait des rivières et des océans. Le robot a récolté, le 21 juillet, un échantillon (une carotte) de ce rocher situé dans la «Neretva Vallis», une ancienne vallée fluviale au cœur du cratère Jezero.

La sonde Voyager 2 économise son énergie pour survivre jusqu’aux années 2030

L’ordre a été envoyé d’éteindre l’un des instruments scientifiques de la sonde spatiale lancée en 1977. Objectif: garder l’énergie électrique déclinante pour prolonger son espérance de vie. À 20,5 milliards de km de la Terre, Voyager 2 doit économiser l’énergie. Sa seule source, le générateur thermoélectrique à radio-isotope (RTG), alimenté par une barre de plutonium radioactif, décline progressivement. Aussi, la NASA a décidé d’éteindre le détecteur de plasma (ou spectromètre à plasma), l’un des 5 instruments encore en activité à bord. Le 26 septembre, l’ordre a été envoyé par l’une des antennes du Deep Space Network et a mis 19 h pour atteindre la sonde spatiale lancée 47 ans plus tôt, en 1977. Et 19 h plus tard, les contrôleurs de la mission ont reçu la confirmation que l’opération s’était bien déroulée.

Un lambda dans l’Espace

La première sortie dans l’espace «privée» de l’histoire a été effectuée par Jared Isaacman, un milliardaire américain. L’aventure spatiale n’est désormais plus l’apanage de la NASA ni d’aucun organisme «officiel», les opérateurs privés y ont désormais pignon sur rue, et c’est ainsi que Jared Isaacman a réalisé la première sortie spatiale privée de l’histoire, lors de la mission Polaris Dawn de Space X

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