NG # 12 : EXPLORATION DE NOUVEAUX MONDES Part 2

Phoebe : « Ouvre ton esprit & observe l’Univers ».

NEWS INTERGALACTIQUES

NOTIONS A CONNAITRE

Indice de similarité avec la Terre ou Earth Similarity Index (ESI)

C’est l’estimation fournie par le Laboratoire d’Habitabilité Planétaire (PHL) (Planetary Habitability Laboratory) de l’Université de Porto Rico à Arecibo. Elle s’exprime grâce à une échelle graduée de 0 à 1, 1 correspond à une planète identique à la Terre.

L’indice de similarité avec la Terre (IST) mesure la ressemblance d’un objet céleste (planètes, satellites) à la planète Terre selon quatre paramètres :

• Le rayon moyen
• La masse volumique apparente
• La vitesse de libération comparée à celle de la Terre
• La température à la surface de l’objet

Valeurs entre 0,6 et 0,8 : objets célestes habitables par des extrêmophiles.

Valeurs entre 0,8 et 1 : exoplanètes rocheuses semblables à la Terre et capable de retenir une atmosphère apportant un climat relativement tempéré.

Actuellement, découverte d’une quinzaine de KOI, Kepler Object of Interests dont les ESI sont supérieures à 0,80 :

Ex : KOI 5123.01 = ESI 0,93 ; KOI 3456.02 = ESI 0,91 ; KOI 5927.01 = ESI 0,91 ; Kepler 438-b = ESI 0,88

Rappel : Vénus = ESI 0,444 ; Lune = ESI 0,559 ; Mars = ESI 0,697 : Mercure = ESI 0,596

Indice d’habitabilité planétaire ou Planetary Habitability Index (PHI)

Alternative moins géocentrée que l’ESI, adaptée à l’étude de la possibilité de l’existence d’autres formes de vie dans l’Univers que celles connues sur Terre, y compris dans des conditions extrêmes.

Indice permettant de préciser « si une exoplanète est plus habitable que la Terre ».

Ex : Terre = PHI 0,82 ; Titan = PHI 0,64 ; Europe = PHI 0,49 ; Encelade = PHI 0,35 ; Mars = PHI 0,59 ; Vénus, Saturne & Jupiter = PHI 0,37

Ex : Système Gliese581

Gliese581-b è PHI = 0,29 ; Gliese581-c è PHI = 0,41 ; Gliese581-d è PHI = 0,43 ;

Gliese581-g è PHI = 0,45

Représentation artistique d'un exosystème

Nouvel indice : Biological Complexity Index (BCI) ou Indice de Complexité Biologique

Permet d’estimer la probabilité relative que des formes de vies complexes, des macro-organismes aient émergés dans d’autres mondes.

BCI Terre = 0,96 ; BCI Mars = 0,83

BCI Gliese 581-c = 1 è Exoplanète tellurique, 5,5 fois plus massive que la Terre, située à 20 al. du Système solaire, dans la Constellation de la Balance et gravite autour d’une étoile naine rouge.

BCI supérieurs au BCI de Mars (0,83) :

HD85512-b : BCI = 0,96. Exoplanète tellurique, à 36 al. de la Terre, Constellation des Voiles. Détection : 17 août 2011 par le Programme HARPS. Potentiellement habitable.

HD20794-d : BCI = 0,92. Exoplanète découverte également en 2011.

Kepler 20-d : BCI = 0,91. Exoplanète située à 945 al., Constellation de la Lyre (Cf. Kepler-c, -e et -f).

Gliese581-d : BCI = 0,86. Exoplanète, à 20 al. de la Terre, Constellation de la Balance, en zone habitable.

Gliese 163-c : BCI = 0,80. Exoplanète découverte par HARPS, le 20 septembre 2012. Planète potentiellement habitable. Confirmée. Super-Terre gravitant autour d’une naine rouge, située dans la Constellation de la Dorade, à 49 al.

Exosystème Kepler20, Caonstellation de la Lyre, 945 al.

Notion de planète potentiellement habitable (PHE : Potentienlly Habitable Exoplanets)

En astronomie, une zone habitable est la région autour d’une étoile où la pression atmosphérique des planètes est suffisante pour maintenir l’eau à l’état liquide à sa surface.

Une planète potentiellement habitable implique une planète tellurique, située en zone habitable d’une étoile avec des conditions à peu près comparables à celles de la Terre et donc potentiellement favorables à la vie.

Zone habitable des systèmes planétaires

Pour trouver la vie, il faut, d’après les critères humains, du carbone et de l’eau liquide. La chimie du carbone est omniprésente dans l’Univers. L’eau sous forme liquide est infiniment plus rare. Il faut des conditions très contraignantes pour permettre la présence d’eau liquide.

Les milieux les plus propices à la vie sont des planètes telluriques, possédant de l’eau liquide, une température comprise entre 0 et 100°C, situé en environ une unité astronomique (UA) de l’étoile mère, si celle-ci est de type solaire.

Si l’étoile est plus petite et moins lumineuse, elle devra être située à moins d’une UA. Si l’étoile est plus massive, elle devra être située à plus d’une UA.

Rappel : 1 UA = distance Soleil-Terre = 150 millions de km

Représentation artistique d'exoplanètes

Notion d’habitabilité

En planétologie et en astrobiologie, constitue la mesure de la capacité d’un corps astronomique à développer et accueillir la vie. Cette notion peut donc être notamment utilisée à la fois pour les planètes et leurs satellites naturels.

Critères d’habitabilité

Une source d’énergie

Une planète tellurique

Des conditions biologiques terrestres

Géophysique, géochimie, astrophysique

De l’eau à l’état liquide

Une atmosphère et un climat qui permettraient le développement de la vie

Notion de zone habitable (ZH)

En astronomie et en exobiologie, c’est une région de l’espace où les conditions sont favorables à l’apparition de la vie telle que nous la connaissons sur Terre.

Les limites des zones habitables sont calculées à partir des éléments connus de la biosphère de la Terre, comme sa position dans le Système solaire et la quantité d’énergie qu’elle reçoit du Soleil.

Habitable Zone Distance (HZD)

Distance par rapport au centre de la zone habitable de l’étoile : - 1 représente le bord intérieur de la zone et +1 représente le bord extérieur. La HZD dépend de la luminosité de l’étoile, de sa température et de la taille de l’orbite de la planète.

Habitable Zone Composition (HZC)

Mesure de la composition, où des valeurs proches de 0 sont des mélanges fer-roche-eau. Les valeurs inférieures à -1, représentent des corps composés principalement de fer et les valeurs supérieures à +1, représentent les corps composés principalement de gaz. La HZC dépend de la masse de la planète et de son rayon.

Habitable Zone Atmosphere (HZA)

Potentielle de la planète à maintenir une atmosphère habitable, où les valeurs au-dessous de -1, représentent des corps avec peu ou pas d’atmosphère et les valeurs supérieures à +1, représentent des corps pourvus d’épaisses atmosphères d’hydrogène (cf. planètes géantes gazeuses).

Les valeurs comprises entre -1 et +1 sont plus susceptibles d’avoir des atmosphères adaptées à la vie, même si 0 n’est pas nécessairement idéal.

La HZA dépend de la masse, du rayon, de la taille de l’orbite et de la luminosité de la planète.

Planetary Class (pClass)

Classe les objets en fonction de la zone thermique (très chaud, chaud, froid) et de leur masse (astéroïdienne, mercurienne, sous-terrienne, terrienne, super-terrienne, méga-terrienne, neptunienne, jovienne).

Habitable Class (hClass)

Classe les planètes habitables en fonction de la température :

Hypopsychroplanète (hP) : planète très froide, température inférieure à -50°C

Pshychroplanète (P) : planète froide

Mésoplanète (M) : planète dont les températures moyennes sont comprises entre 0 et 50°C

Thermoplanète (T) : planète chaude

Hyperthermoplanète (hT) : planète très chaude

Les méso-planètes seraient idéales pour le développement d’une forme de vie complexe. Les planètes de classe hP ou hT ne conviendraient qu’à une vie extrêmophile.

Les planètes non habitables sont notées NH.

Comparaison de différentes exoplanètes avec la Terre

Habitabilité pour les producteurs primaires ou Standard Primary Habitability (SPH)

Concerne la végétation, les autotrophes (autotrophie : production par un organisme vivant, de matière organique par réduction de matière inorganique et de matière minérale), végétaux chlorophylliens, cyanobactéries et bactéries sulfurées.

Sur une échelle de 0 à 1, 1 étant le mieux adapté pour la productivité primaire (croissance), le SPH dépend de la température de surface (et de l’humidité relative si elle est connue).

Découverte d’exoplanètes et d’exosystèmes

A ce jour, 3711 exoplanètes ont été détectées, dont 1800 planètes extrasolaires habitables ou potentiellement habitables.

Concernant les exoplanètes habitables, tout en adoptant une vision semi-futuriste teintée de science fiction, il suffira de placer des sondes et des instruments performants en orbite pour pouvoir les observer, encore faudra-t-il que les sondes puissent arriver à bon port ! Reste l’observation au sol, sans risque et sans danger, pas trop onéreuse mais contraignante ! La NASA se charge de constituer le catalogue officiel des exoplanètes habitables. Mais pour les passionnés, chacun peut faire le sien. Pour ma part, j’ai déjà confectionné le mien et j’ai déjà mes planètes préférées ! (sans vouloir me les octroyer…)

Pour les planètes potentiellement habitables, il sera question de « terraformation », un néologisme issu de l’univers de la science fiction, qui a récemment intégré les domaines de l’exobiologie et de l’exochimie, et, l’effet de serre pourrait jouer un rôle important.

NEWS : Découverte le jeudi 14 décembre d'une 8^ème planète autour du Système Kepler90, exoplanète baptisée Kepler90-i, annonce faite par la NASA.

Kepler20-i, 8ème exoplanète découverte le 14/12/2017, Constellation du Dragon, 2544 al.

A suivre : Système Epsilon Eridani, Système Gliese581, Système Trappist-1

Conquête de l'espace : Humour