Dans leur recherche de vie extraterrestre, les scientifiques commencent à rechercher des mondes qui tournent autour des étoiles, comme notre Terre - autour du Soleil. Après tout, la chaleur constante que la boule jaune brillante dans le ciel nous donne et a rendu la vie sur Terre possible.
Mais alors que les astronomes continuent de découvrir des milliers de planètes, ils se rendent compte que si (ou quand) nous trouvons des signes de vie extraterrestre, il est très probable que ces extraterrestres orbiteront autour d'une étoile très différente de notre Soleil. Elle sera plus rouge, plus froide, plus petite et plus légère que notre étoile. Ainsi, à la recherche de la vie extraterrestre, de nombreux astronomes tournent leur regard vers ces petites étoiles connues sous le nom de naines rouges ou naines M.
Pour commencer, il convient de noter que les astronomes ne se souciaient jamais beaucoup des M-nains. Après la découverte de la première planète en dehors du système solaire en 1995, les scientifiques ont commencé la recherche des véritables homologues de la Terre: des planètes rocheuses similaires aux nôtres qui tournent autour d'étoiles similaires à notre Soleil. La recherche de tels systèmes a guidé les astronomes pendant une grande partie des années 2000, déclare l'astronome Phil Muarhead de l'Université de Boston.
Ensuite, les astronomes ont réalisé qu'il pourrait être techniquement plus facile de rechercher des planètes autour des M-nains. Trouver une autre planète est difficile et les astronomes s'appuient sur deux méthodes principales. Premièrement, ils recherchent la réduction de la luminosité des étoiles qui se produit lorsqu'une planète passe devant elle. Deuxièmement, les astronomes mesurent une petite oscillation dans une étoile, causée par la légère attraction gravitationnelle d'une autre planète. Ces deux méthodes fonctionnent parfaitement avec une planète en orbite autour d'un M-nain. De plus, il tourne plus souvent, ce qui augmente les chances de sa détection.
Les M-nains ont reçu un coup de pouce majeur grâce au télescope spatial Kepler, lancé en 2008. En regardant dans un petit coin de ciel, le télescope recherche un assombrissement soudain des étoiles qui se produit lorsque les planètes passent devant elles. Ainsi, le télescope a découvert plus d'un millier de planètes. «Kepler a tout changé», dit Muarhed.
Parce que les systèmes M-nains sont plus faciles à détecter, de nombreuses planètes sur leurs orbites ont été découvertes grâce à des effets de sélection. Mais, comme le souligne à juste titre Muarhed, Kepler est également conçu pour rechercher des planètes de la taille de la Terre en orbite autour d'étoiles semblables au soleil. Ce n'est que maintenant que les chiffres suggèrent que nous devons rechercher la vie sur des planètes proches des M-nains.
«Vous préférez trouver une planète potentiellement habitable près d'un nain M plutôt que près d'une étoile semblable au soleil», explique l'astronome Courtney Dressing de Harvard.
Vidéo promotionelle:
Elle a analysé combien de planètes de la taille de la Terre - c'est-à-dire avec un rayon de un à la moitié de la Terre - tournent autour de M-naines dans une zone potentiellement habitable (la zone Goldilocks, la région autour d'une étoile dans laquelle de l'eau liquide peut exister à la surface de la planète). Selon ses derniers calculs, une étoile M sur quatre possède une telle planète.
C'est plus élevé que l'estimation estimée pour les planètes semblables à la Terre en orbite autour d'analogues du soleil, selon le scientifique. Une analyse de l'astronome Eric Pettiguere de l'Université de Californie à Berkeley a montré que moins de 10% des étoiles semblables au soleil ont des planètes d'un rayon d'une à deux Terres.
Les M-nains ont une autre propriété importante. Ce sont les étoiles les plus abondantes de la galaxie, représentant environ 75% des centaines de milliards d'étoiles de la Voie lactée. Si l'estimation de Dressing est correcte, notre galaxie pourrait avoir environ 100 milliards de planètes semblables à la Terre en orbite dans la zone potentiellement habitable des étoiles de type M.
Veuillez noter que ces estimations présentent de nombreuses limites. Ils dépendent de ce que l'on entend par zone potentiellement habitable, ce qui n'est pas encore très bien défini. En règle générale, la zone habitable est celle où il ne fait ni trop chaud, ni trop froid et où il peut y avoir de l'eau liquide. Mais il y a aussi de nombreuses réserves sur la capacité de l'atmosphère de la planète à retenir l'eau (Vénus, le cas échéant, est également dans la zone potentiellement habitable).
Avec des estimations plus générales étendant la zone potentiellement habitable, les nombres de Pettiguere pour les planètes semblables à la Terre dans les étoiles semblables au soleil pourraient atteindre 22% ou plus. Mais les chiffres de Dressing pourraient également augmenter.
Au départ, les astronomes étaient sceptiques à propos des nains M, car ils ne pensaient pas qu'une telle étoile pouvait avoir une planète habitable. D'une part, les nains M sont plus actifs, surtout pendant le premier milliard d'années de leur vie. Ils peuvent bombarder la planète avec des rayons ultraviolets mortels. Ils peuvent émettre de puissantes fusées stellaires qui privent la planète de son atmosphère.
Et comme l'orbite de la planète sera proche du nain M, la gravité de l'étoile peut changer la rotation de la planète autour de son axe. Si une telle planète était bloquée par les marées, il y aurait un jour éternel d'un côté de la planète et une nuit éternelle de l'autre. La partie claire de la planète sera rôtie, tandis que la partie sombre gèlera complètement - pas l'environnement le plus hospitalier pour la vie.
Vie extraterrestre
Aucune de ces questions n'est entièrement résolue et certains astronomes ne les considèrent pas du tout comme de graves problèmes. Par exemple, Eomawa Shields de l'Université de Californie à Los Angeles. Par exemple, l'habitabilité peut dépendre de types spécifiques et de la fréquence des flambées, qui ne sont pas encore bien comprises. Des modèles informatiques ont également montré que l'atmosphère peut redistribuer la chaleur, empêchant le côté obscur de la planète de geler.
À certains égards, la planète autour du M-nain peut être encore plus hospitalière qu'il n'y paraissait. Une planète habitée doit contenir beaucoup d'eau et de glace, et Shields a analysé comment la lumière des étoiles d'un M-nain interagit avec l'atmosphère et la surface glacée d'une telle planète. La naine M produit plus de rayonnement infrarouge qu'une étoile semblable au soleil, et comme l'atmosphère et la glace d'une planète en orbite absorbent bien la lumière infrarouge, la planète ne gèlera pas aussi rapidement qu'une étoile semblable au soleil. Et même s'il gèle, il décongèlera rapidement.
Ce type de climat stable peut donner à une vie florissante plus de temps pour se développer sans perturbations comme un refroidissement rapide ou un chauffage. Néanmoins, Shields ajoute que la planète gelée n'a pas à être gênante pour la vie. La Terre, après tout, aurait pu traverser la période Snowball Earth il y a plus de 600 millions d'années.
Alors que certains astronomes continuent d'observer les nains M, d'autres veulent encore étudier les étoiles semblables au soleil. Actuellement, les chercheurs se tournent de plus en plus vers l'étude des systèmes de type M. La mission de Kepler touche à sa fin, mais les astronomes attendent le satellite d'enquête sur les exoplanètes Transitin, qui commence en 2017. TESS recherchera des planètes autour d'étoiles brillantes, y compris de nombreux nains M.
Le télescope spatial James Webb, successeur de la cause Hubble, qui sera lancé en 2018, pourrait même analyser les atmosphères de telles planètes. Cependant, selon Muarhed, ce télescope ne pourra cibler que les M-nains; de nouvelles missions seront nécessaires pour cibler les étoiles semblables au soleil.
En fin de compte, à mesure que les ressources se raréfient, les astronomes devront choisir entre se concentrer sur les naines M et les étoiles semblables au soleil. La solution dépendra de ce qu'ils trouveront dans les prochaines années. Les astronomes sont convaincus qu'ils trouveront une planète potentiellement habitable quoi qu'il arrive.
Quant à la vie, cette question est plus compliquée. «Je ne sais pas quand cela se produira, mais j'aimerais que cela se produise le plus tôt possible - et je suis sûr que ce sera le cas», dit Shields. "La seule question est de savoir si et quand il y aura un financement."