Les scientifiques ont un jour supposé que le meilleur endroit pour rechercher la vie extraterrestre serait les planètes situées dans la zone habitable de leur étoile, ou zone “Boucles d’or”, cette étroite gamme d’orbites où l’eau reste liquide à la surface d’une planète. Autour de notre Soleil, la zone habitable s’étend de l’orbite de Vénus à l’orbite de Mars, la Terre se situant en plein milieu.
Mais de nouvelles recherches suggèrent que les scientifiques à la recherche de planètes habitables devraient regarder en dehors des zones habitables – bien en dehors.
Dans un article publié lundi dans la revue Nature astronomy, des chercheurs des universités de Berne et de Zurich concluent que certaines exoplanètes super terrestres – des planètes rocheuses dont la masse est comprise entre 2 et 10 fois celle de la Terre – pourraient rester habitables pour des formes de vie à des distances 10 fois supérieures à celle de la Terre par rapport au Soleil. Certaines planètes pourraient même rester habitables pendant des dizaines de milliards d’années après avoir été expulsées de leur système solaire, devenant d’étranges oasis errant dans l’espace interstellaire sans étoile à laquelle se rattacher.
Mais il y a un hic : Ces super-terres habitables doivent posséder d’épaisses atmosphères d’hydrogène-hélium qui emmaillotent leurs surfaces et les isolent du froid de l’espace. La vie sur un tel plan ressemblerait plus à la vie au fond d’une fosse océanique terrestre qu’à celle d’une ville ou d’une forêt tropicale, mais cela rejoint d’autres études récentes suggérant que la vie pourrait être possible dans des environnements extrêmes du cosmos, et que les scientifiques pourraient passer à côté d’une science importante de la vie s’ils se concentrent uniquement sur les planètes parfaitement habitables.
“Ce que nous espérons avec cette étude, c’est de rappeler une fois de plus que l’habitabilité ne doit pas nécessairement ressembler à ce qu’elle est sur Terre”, a déclaré Marit Mol Lous, doctorante à l’Université de Zürich et auteur principal de l’article.
La vie telle que nous la connaissons a besoin de trois ingrédients : l’énergie, la nutrition et l’eau liquide. Les planètes rocheuses situées dans une zone habitable nous facilitent la tâche, l’énergie provenant de leur étoile, la nutrition de leurs divers minéraux et l’eau restant liquide grâce à leur placement orbital parfait. Si la Terre était beaucoup plus proche du Soleil, notre eau se mettrait à bouillir, et beaucoup plus loin, les gaz à effet de serre gèleraient dans l’atmosphère et l’eau de la planète se transformerait en glace.
Pour les hypothétiques super-terres envisagées par Mme Lous et ses collègues, les surfaces rocheuses fournissent la nourriture. Ce qu’ils ont exploré dans leur modélisation, c’est le type d’atmosphère qui pourrait fournir l’énergie suffisante pour maintenir l’eau liquide.
Les étoiles et leurs planètes se forment à partir de disques de poussière et de gaz composés en grande partie d’hydrogène et d’hélium. Les planètes qui se forment autour d’une étoile peuvent initialement posséder une atmosphère de composition similaire, mais les planètes trop proches de leur étoile verront l’hydrogène et l’hélium évaporés par l’énergie solaire.
Mais les planètes situées à une distance plusieurs fois supérieure à celle de la Terre par rapport au Soleil peuvent conserver leur atmosphère primordiale, ce qui présente un avantage : à des pressions suffisantes, l’hydrogène piège la chaleur de la planète – générée par la désintégration d’éléments radioactifs – fournissant de l’énergie même en l’absence de lumière solaire et maintenant l’eau liquide. En modélisant des super-terres potentielles, les chercheurs ont découvert que des planètes plus de cinq fois plus massives que la Terre et dotées d’atmosphères d’hydrogène-hélium importantes peuvent maintenir des conditions d’eau liquide pendant plus de 50 milliards d’années.
La plus longue durée d’habitabilité calculée par les chercheurs dans leur modélisation était de 84 milliards d’années pour une planète 10 fois plus massive que la Terre. Les scientifiques pensent que l’univers est âgé de 13,8 milliards d’années jusqu’à présent.
“Il convient de noter, écrivent les chercheurs dans leur article, que la durée de vie d’une planète est d’un milliard d’années. [10 billion years] de refroidissement avant que ces conditions soient atteintes”, l’hydrogène isolant faisant un si bon travail de chauffage de ces mondes qu’ils restent trop denses pour que la vapeur d’eau puisse se condenser. Et c’est tant mieux, car dans 100 milliards d’années, le cosmos sera en passe de devenir l’étendue froide et presque sans étoiles à laquelle il est destiné.
Dans tout ce froid et cette obscurité, la vie, d’une certaine manière, peut encore prospérer sur des planètes sans étoiles, emmaillotées dans des enveloppes d’hydrogène. Mais cette vie est plus susceptible de ressembler à des créatures des profondeurs marines qu’à une civilisation technologique.
Selon Mme Lous, une civilisation technologique installée sur une telle planète dans un avenir lointain aurait un défi difficile à relever, ne serait-ce que pour voir le ciel nocturne et s’étonner de sa solitude dans l’univers. En plus de bloquer la lumière des étoiles, l’atmosphère d’hydrogène-hélium qui rendrait la vie possible sur un tel monde serait 10 000 fois plus lourde que celle de la Terre.
“LeLes pressions de surface dans nos résultats sont de l’ordre de 100 à 1 000 bars, soit la gamme de pression des fonds océaniques et des tranchées”, écrivent les chercheurs dans l’article. “Il n’y a pas de limite théorique de pression sur la vie, et certains des exemples les plus extrêmes dans la biosphère de la Terre prospèrent à ~500 bars.”
Mais il y a très peu de choses que les scientifiques peuvent dire avec certitude sur ces mondes, note Mme Lous, et cela inclut la façon dont les conditions pourraient aider ou entraver l’évolution de la vie.
“Les planètes que nous envisageons n’auraient probablement pas de cycle jour-nuit ou de saisons comme sur la Terre, ce qui pourrait avoir des conséquences sur la complexité de la vie”, a-t-elle déclaré. “Comme nous ne sommes pas biologistes cependant, nous ne voulons pas tirer de conclusions hâtives”.
Mme Lous s’empresse de souligner que les nouveaux travaux sont en grande partie conceptuels, et que de futures études de super-terres candidates réelles à une atmosphère hydrogène-hélium, peut-être avec le télescope spatial James Webb récemment mis en service, seront cruciales pour comprendre dans quelle mesure leurs conclusions reflètent la réalité.
“Nous avons étudié un type de planète qui pourrait être très répandu dans l’univers, mais qui est loin d’être bien compris. Des calculs plus complexes pourraient en fait montrer qu’il est impossible qu’une planète se forme avec les conditions exactes dont nous avons besoin pour que de l’eau liquide soit présente”, a-t-elle déclaré. “Mais qui sait, nous sommes enthousiastes à l’idée de continuer à travailler sur ce sujet”.
