En août 2016, l'existence d'une planète semblable à la Terre juste à côté de notre système solaire a été confirmée. Pour rendre les choses encore plus excitantes, il a été confirmé que cette planète orbite également dans la zone habitable de son étoile. Depuis ce temps, les astronomes et les chasseurs d'exoplanètes s'efforcent de déterminer tout ce qu'ils peuvent sur cette planète rocheuse, connue sous le nom de Proxima b. Tout d'abord, l'esprit de chacun a été de savoir à quel point il est probable qu'il soit habitable.
Cependant, de nombreuses études ont vu le jour depuis cette date qui indiquent que Proxima b, étant donné qu'elle orbite autour d'un type M (naine rouge), aurait du mal à soutenir la vie. C’est certainement la conclusion à laquelle est parvenue une nouvelle étude menée par des chercheurs du Goddard Space Flight Center de la NASA. Comme ils l'ont montré, une planète comme Proxima b ne pourrait pas conserver très longtemps une atmosphère semblable à la Terre.
Les étoiles naines rouges sont les plus courantes dans l'Univers, représentant environ 70% des étoiles dans notre seule galaxie. En tant que tels, les astronomes sont naturellement intéressés à savoir à quel point ils sont susceptibles de soutenir des planètes habitables. Et étant donné la distance entre notre système solaire et Proxima Centauri - 4,246 années-lumière - Proxima b est considérée comme idéale pour étudier l'habitabilité des systèmes d'étoiles naines rouges.
En plus de cela, le fait que Proxima b soit similaire en taille et en composition à la Terre en fait une cible particulièrement attrayante pour la recherche. L'étude a été dirigée par la Dre Katherine Garcia-Sage du Goddard Space Flight Center de la NASA et de l'Université catholique d'Amérique à Washington, DC. Comme elle l'a dit à Space Magazine par e-mail:
«Jusqu'à présent, peu d'exoplanètes de la taille de la Terre ont été trouvées en orbite dans la zone tempérée de leur étoile. Cela ne signifie pas qu'elles n'existent pas - des planètes plus grandes sont trouvées plus souvent, car elles sont plus faciles à détecter - mais Proxima b est intéressante parce qu'elle n'est pas seulement de la taille de la Terre et à la bonne distance de son étoile, mais c'est aussi en orbite autour de l'étoile la plus proche de notre système solaire. "
Afin de déterminer la probabilité que Proxima b soit habitable, l'équipe de recherche a cherché à répondre aux principales préoccupations des planètes rocheuses en orbite autour des étoiles naines rouges. Ceux-ci incluent la distance de la planète à leurs étoiles, la variabilité des naines rouges et la présence (ou l’absence) de champs magnétiques. La distance est d'une importance particulière, car les zones habitables (alias zones tempérées) autour des naines rouges sont beaucoup plus proches et plus étroites.
"Les naines rouges sont plus froides que notre propre soleil, de sorte que la zone tempérée est plus proche de l'étoile que la Terre ne l'est du soleil", a déclaré le Dr Garcia-Sage. «Mais ces étoiles peuvent être très magnétiquement actives, et être si proches d'une étoile magnétiquement active signifie que ces planètes sont dans un environnement spatial très différent de celui que la Terre connaît. À ces distances de l'étoile, le rayonnement ultraviolet et aux rayons X peut être assez important. Le vent stellaire peut être plus fort. Il pourrait y avoir des éruptions stellaires et des particules énergétiques de l'étoile qui ionisent et chauffent la haute atmosphère. »
De plus, les étoiles naines rouges sont connues pour être instables et de nature variable par rapport à notre Soleil. En tant que tel, les planètes en orbite à proximité devraient faire face à des poussées et à un vent solaire intense, qui pourraient progressivement dépouiller leurs atmosphères. Cela soulève un autre aspect important de la recherche sur l'habitabilité des exoplanètes, qui est la présence de champs magnétiques.
Pour le dire simplement, l'atmosphère terrestre est protégée par un champ magnétique qui est entraîné par un effet dynamo dans son noyau externe. Cette «magnétosphère» a empêché le vent solaire de dépouiller notre atmosphère, donnant ainsi à la vie une chance d'émerger et d'évoluer. En revanche, Mars a perdu sa magnétosphère il y a environ 4,2 milliards d'années, ce qui a entraîné l'épuisement de son atmosphère et sa surface est devenue l'endroit froid et desséché qu'elle est aujourd'hui.
Pour tester l'habitabilité potentielle de Proxima b et sa capacité à retenir les eaux de surface liquides, l'équipe a donc supposé la présence d'une atmosphère semblable à la Terre et un champ magnétique autour de la planète. Ils ont ensuite expliqué le rayonnement accru provenant de Proxima b. Cela a été fourni par le Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), où les chercheurs ont déterminé le spectre ultraviolet et de rayons X de Proxima Centauri pour ce projet.
À partir de tout cela, ils ont construit des modèles qui ont commencé à calculer le taux de perte atmosphérique, en utilisant l'atmosphère terrestre comme modèle. Comme l'a expliqué le Dr Garcia-Sage:
«Sur Terre, la haute atmosphère est ionisée et chauffée par les rayons ultraviolets et les rayons X du Soleil. Certains de ces ions et électrons s'échappent de la haute atmosphère aux pôles nord et sud. Nous avons un modèle qui calcule la vitesse à laquelle la haute atmosphère est perdue à travers ces processus (ce n'est pas très rapide sur Terre)… Nous avons ensuite utilisé ce rayonnement comme entrée pour notre modèle et calculé une gamme de taux d'échappement possibles pour Proxima Centauri b, basé sur différents niveaux d'activité magnétique. "
Ce qu'ils ont trouvé n'était pas très encourageant. En substance, Proxima b ne serait pas en mesure de conserver une atmosphère semblable à la Terre lorsqu'il serait soumis à un rayonnement intense de Proxima Centauri, même en présence d'un champ magnétique. Cela signifie qu'à moins que Proxima b n'ait eu une histoire atmosphérique très différente de celle de la Terre, il s'agit très probablement d'une boule de roche sans vie.
Cependant, comme le dit le Dr Garcia-Sage, il y a d'autres facteurs à considérer que leur étude ne peut tout simplement pas expliquer:
«Nous avons constaté que les pertes atmosphériques sont beaucoup plus fortes qu'elles ne le sont sur Terre, et pour les niveaux élevés d'activité magnétique que nous attendons à Proxima b, le taux de fuite était suffisamment rapide pour qu'une atmosphère semblable à la Terre entière puisse être perdue dans l'espace. Cela ne prend pas en compte d'autres choses comme l'activité volcanique ou les impacts avec les comètes qui pourraient être en mesure de reconstituer l'atmosphère, mais cela signifie que lorsque nous essayons de comprendre quels processus ont façonné l'atmosphère de Proxima b, nous devons prendre compte de l'activité magnétique de l'étoile. Et comprendre l'atmosphère est un élément important pour comprendre si de l'eau liquide pourrait exister à la surface de la planète et si la vie aurait pu évoluer. »
Ce ne sont donc pas toutes de mauvaises nouvelles, mais cela n'inspire pas beaucoup de confiance non plus. À moins que Proxima b ne soit une planète volcaniquement active et soumise à de nombreux impacts cométaires, il est peu probable qu'elle soit un monde tempéré et aquifère. Très probablement, son climat sera analogue à celui de Mars - froid, sec et avec de l'eau existant principalement sous forme de glace. Et quant à la vie indigène qui émerge là-bas, ce n'est pas trop probable non plus.
Ces études et d'autres récentes ont brossé un tableau plutôt sombre de l'habitabilité des systèmes d'étoiles naines rouges. Étant donné que ce sont les types d'étoiles les plus courants dans l'Univers connu, la probabilité statistique de trouver une planète habitable au-delà de notre système solaire semble diminuer. Pas vraiment une bonne nouvelle pour ceux qui espèrent que la vie sera découverte au cours de leur vie!
Mais il est important de se rappeler que ce que nous pouvons dire définitivement à ce stade sur les planètes extra-solaires est limité. Dans les années et les décennies à venir, les missions de la prochaine génération - comme le télescope spatial James Webb (JWST) et le satellite transitoire de sondage des exoplanètes (TESS) - ne manqueront pas de brosser un tableau plus détaillé. En attendant, il y a encore plein d'étoiles dans l'Univers, même si la plupart d'entre elles sont extrêmement éloignées!
