Au cours des dernières décennies, les astronomes ont découvert de nombreuses planètes qui, selon eux, sont de nature «terrestre», ce qui signifie qu'elles semblent être terrestres (c.-à-d. Rocheuses) et orbitent leurs étoiles à la bonne distance pour soutenir l'existence d'eau liquide à leur surface . Malheureusement, des recherches récentes ont indiqué que bon nombre de ces planètes peuvent en fait être des «mondes de l’eau», où l’eau représente une proportion importante de la masse de la planète.
Pour la communauté scientifique, cela semblait indiquer que ces mondes ne pouvaient pas rester habitables très longtemps car ils ne seraient pas en mesure de soutenir le cycle des minéraux et des gaz qui maintient le climat stable sur Terre. Cependant, selon une nouvelle étude d'une équipe de chercheurs de l'Université de Chicago et de la Pennsylvania State University, ces «mondes de l'eau» pourraient être plus habitables que nous ne le pensons.
Leur étude, intitulée «Habitabilité des mondes aquatiques exoplanètes», a récemment paru dans The Astrophysical Journal. L'étude a été menée par Edwin S. Kite, professeur adjoint au Département des sciences géophysiques de l'Université de Chicago; et Eric B. Ford, professeur au Center for Exoplanets and Habitable Worlds de la Pennsylvania State University, Institute for CyberScience et au Pennsylvania State Astrobiology Research Center.
Pour leur étude, Kite et Ford ont construit des modèles de planètes rocheuses qui avaient plusieurs fois l'eau de la Terre, en tenant compte de l'évolution de la température et de la chimie des océans sur une période de plusieurs milliards de dollars. Le but était de répondre à certaines hypothèses de longue date en ce qui concerne l'habitabilité planétaire. Le plus important d'entre eux est que les planètes doivent avoir des conditions similaires à la Terre afin de soutenir la vie sur de longues périodes.
Par exemple, la planète Terre a été en mesure de maintenir des températures stables sur de longues périodes en attirant les gaz à effet de serre dans les minéraux (entraînant un refroidissement global) et en se réchauffant en libérant des gaz à effet de serre via les volcans. Un tel processus ne serait pas possible sur les mondes aquatiques, où toute la surface (et même une fraction massique importante) de la planète est constituée d'eau.
Sur ces mondes, l'eau empêcherait l'absorption du dioxyde de carbone par les roches et supprimerait l'activité volcanique. Pour résoudre ce problème, Kite et Ford ont mis en place une simulation avec des milliers de planètes générées de manière aléatoire et ont suivi l'évolution de leurs climats au fil du temps.Ils ont découvert que les mondes aquatiques seraient toujours en mesure de maintenir l'équilibre des températures pendant des milliards d'années. Comme Kite l'a expliqué dans un récent communiqué de presse d'UChicago News:
«Cela repousse vraiment l'idée que vous avez besoin d'un clone de la Terre, c'est-à-dire une planète avec de la terre et un océan peu profond… La surprise était que beaucoup d'entre eux restent stables pendant plus d'un milliard d'années, juste par chance. Notre meilleure estimation est que c'est de l'ordre de 10% d'entre eux. "
Pour ces planètes, qui sont juste à la bonne distance de leurs étoiles, les simulations ont indiqué qu'il y avait la bonne quantité de carbone présente. Et même s'ils n'avaient pas assez de minéraux et d'éléments de la croûte dissoute dans les océans pour extraire le carbone de l'atmosphère, ils avaient suffisamment d'eau pour faire circuler le carbone entre l'atmosphère et l'océan. Ce processus était apparemment suffisant pour maintenir le climat stable pendant plusieurs milliards d'années.
"Le temps dont dispose une planète dépend essentiellement du dioxyde de carbone et de la façon dont il est réparti entre l'océan, l'atmosphère et les roches dans ses premières années", a déclaré Kite. "Il semble qu'il existe un moyen de maintenir une planète habitable à long terme sans le cycle géochimique que nous voyons sur Terre."
Les simulations étaient basées sur des planètes en orbite autour d'étoiles comme la nôtre - étoiles de type G (naine jaune) - mais les résultats étaient également optimistes pour les étoiles de type M (naine rouge). Ces dernières années, les astronomes ont déterminé que ces systèmes sont prometteurs pour favoriser la vie en raison de leur longévité naturelle et de la façon dont ils s'éclaircissent plus lentement au fil du temps - ce qui donne à la vie beaucoup plus de temps pour émerger.
Alors que les naines rouges sont également connues pour être variables et instables par rapport à notre soleil, ce qui entraîne de nombreuses éruptions qui pourraient dépouiller l'atmosphère d'une planète, le fait qu'un monde océanique serait capable de recycler suffisamment de carbone pour maintenir l'atmosphère à une température stable est encourageant. En supposant que certaines des planètes en orbite autour des naines rouges ont une magnétosphère protectrice, elles pourraient également être en mesure de maintenir des conditions de vie pendant de longues périodes.
Ces dernières années, la série de découvertes d'exoplanètes a fait que les études sur les exoplanètes sont passées de la détection à la caractérisation. À son tour, cela a amené les scientifiques à commencer à spéculer sur les types de conditions dans lesquelles la vie pourrait émerger et prospérer. Bien que l'approche des «fruits bas» soit toujours le principal moyen utilisé par les scientifiques pour trouver des planètes potentiellement habitables - où les scientifiques recherchent des planètes qui ont des conditions similaires à la Terre - il est clair qu'il existe d'autres possibilités.
Dans les années à venir, avec le déploiement de télescopes spatiaux comme le Télescope spatial James Webb (JWST) et des télescopes au sol comme le télescope de trente mètres, le télescope extrêmement grand et le télescope géant de Magellan, les astronomes pourront caractériser l'atmosphère des exoplanètes et déterminer s'il s'agit bien de mondes aquatiques ou de planètes à croûtes continentales (comme la Terre ).
Ces mêmes télescopes permettront également aux astronomes de rechercher des biosignatures dans ces atmosphères, ce qui aidera non seulement à déterminer si elles sont «potentiellement habitables», mais «potentiellement habitées».
