La zone habitable, une prérequis à la vie?

D’abord ça se définit comment selon Wikipedia :

En astronomie, une zone habitable (ZH) est une région de l’espace où les conditions sont favorables à l’apparition de la vie. Il y a deux types de régions qui peuvent être conjointement favorables, une au niveau d’un système planétaire, l’autre au niveau d’une galaxie.

Les planètes et les lunes situées dans ces régions sont des candidats possibles à l’habitabilité d’une planète et donc capables d’héberger une vie extraterrestre.Les astronomes pensent que la vie est possible dans une « zone habitable circumstellaire » située à l’intérieur d’un système planétaire et dans une « zone habitable galactique » (bien que la recherche sur ce dernier point débute à peine).

D’autres définitions plus complètes, histoire de bien saisir la nuance entre les deux :

Zone habitable galactique (ZHG)
La vie peut apparaître sur une planète, mais un système planétaire doit se situer proche du centre de la galaxie pour avoir suffisamment d’éléments lourds qui favorisent la formation de planètes telluriques et des atomes nécessaires à la vie, tels que le fer dans l’hémoglobine ou le cuivre dans l’hémocyanine et l’iode dans la glande thyroïde.
Mais ce système devra se situer assez loin du centre galactique pour éviter des dangers tels que :
•    des frôlements d’étoiles provoquant des instabilités orbitales ou des pluies de comètes et astéroïdes ;
•    les radiations de supernovae ;
•    le ou les grands trous noirs du centre galactique.
Des études ont montré également que des régions où les éléments lourds abondent semblent avoir plus de chance de posséder des planètes géantes orbitant très près de leur étoile, ce qui détruirait ou éjecterait hors du système des planètes de type terrestre. Pour toutes ces raisons, il est très difficile de déterminer la ZH d’une galaxie.
Dans notre galaxie, la Voie lactée, la ZHG serait située à 25 000 années-lumière (8 kiloparsecs) du centre galactique, s’étendant sur 6000 années-lumière et contenant des étoiles vieilles de 4 à 8 milliards d’années. Comme les galaxies ont des compositions différentes, la ZHG peut être plus ou moins grande, voire ne pas exister du tout.

Une image vaut milles mots :

Comme par hasard, le système solaire se trouve dans la bonne zone dans la voie lactée…

Comparaison de zones galactiques habitables selon le type de galaxies

Zone habitable circumstellaire (ZHC)
La zone habitable circumstellaire (ou écosphère) est une sphère théorique entourant une étoile et où la température à la surface des planètes y orbitant permettrait l’apparition d’eau liquide. Beaucoup pensent que l’eau liquide est vitale à cause de son rôle dans les réactions biochimiques. En 1959, les physiciens Philip Morrison et Giuseppe Cocconi ont décrit la zone dans une recherche du SETI. En 1961, Frank Drake a popularisé cette idée dans son équation.

Par exemple une étoile avec 25 % de la luminosité du Soleil aura une ZH centré à environ 0,50 UA, et une étoile avec deux fois la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à 1,41 UA. C’est une conséquence de la loi du carré inverse de l’intensité lumineuse. Le « centre » de la ZH est défini comme la distance que l’exoplanète devrait avoir de son étoile pour avoir une température moyenne comparable à celle de la Terre en supposant (avec beaucoup d’autres choses) qu’elle ait une atmosphère similaire en composition et en densité.

Une comparaison :


Comme au cours de leur évolution les étoiles deviennent plus brillantes et plus chaudes, la ZH s’éloigne logiquement de l’étoile. Pour optimiser le potentiel de développement de la vie, une planète devrait se situer sur une orbite qui reste le plus longtemps possible dans la ZH.

plus petit au plus grand…

fig. 1

Un tableau illustrant le lien entre le type spectral (taille et luminosité) de l’étoile et la position de la zone habitable associée.

Les deux zones habitables affichées ensembles

Et s’il y en avait deux autres catégories de zones?

Un essai, soit la zone habitable  par marée (Tidal Habitable Zone). Son contraire inhabitable (Tidal Locked Habitable Zone).

Plusieurs exemples intéressants sont les satellites de Jupiter et de Saturne. Normalement à cette distance du Soleil, des corps petits comme ces lunes seraient congelés depuis longtemps leur chaleur de formation dissipée depuis longtemps vu leur petit volume au contraire de la Terre qui est restée brulante grâce à son volume important. Mais si les orbites de ces corps, amène des effets de marées assez puissant pour réchauffer leur coeur, un environnement stable et chaud peut se maintenir sur de grandes  périodes de temps.

Observation de la sonde Cassini du dégagement de chaleur du satellite Encelade suspecté d’abriter de l’eau salée.

La deuxième catégorie serait une zone habitable étendue selon le type de réactions biochimique possible à la température ambiante.

Biochemical habitable Zone (type 1) celle que l’on connaît : eau liquide et carbone –  (type 2) celle située en zone plus froide,  Ammoniac et azote et hydrocarbures comme possiblement sur Titan.

Plusieurs indices laissent croire que d’autres type de vie lire biochimie sont possible entre autre celle sur des planètes ou abondent les hydrocarbures, produisant par combinaison chimique des molécules prébiotiques. Titan est le plus bel exemple, une atmosphère épaisse, des indices de cryovolcanisme, (l’eau remplaçant la lave à ces températures), un réseau hydrologique ayant des mers d’hydrocarbures, bref, une «Terre froide».

Lacs de méthane liquide sur Titan

La surface de Titan vue par la sonde Huygens.

Pour conclure il se peut même que des planètes errantes (lire sans Soleil)  ayant un coeur chaud puissent maintenir la vie.

Lire cet article pour plus de détails :

http://www.maxisciences.com/plan%E8te/les-planetes-errantes-pourraient-abriter-la-vie_art13128.html

Autres articles sur mon blogue traitant des exoplanètes :

https://fourcaudot.wordpress.com/2012/02/01/une-tentative-de-classifier-les-types-dexoplanetes-1-de-3-lenvironnement-stellaire/

https://fourcaudot.wordpress.com/2012/10/06/une-tentative-de-classifier-les-types-dexoplanetes-2-de-3-lenvironnement-gravitationnel/

Plus de détails sur le concept de zone habitable :

https://fourcaudot.wordpress.com/2011/09/23/la-zone-habitable-complications-et-surprises/

Dominique Fourcaudot-Poisson

Sources des définitions et des images :

ESA, NASA

http://fr.wikipedia.org/wiki/Habitabilite_dune_planete

Credit: Living with a Red Dwarf program.

http://orbitingfrog.com/blog/2007/04/26/most-earth-like-planet-found/

http://physics.uoregon.edu/~jimbrau/BrauImNew/Chap28/6th/28_12Figure-F.jpg

http://physics.uoregon.edu/~jimbrau/BrauImNew/Chap28/FG28_11.jpg

http://winteryknight.files.wordpress.com/2010/10/galactic_habitable_zone.gif

http://www.centauri-dreams.org/?p=428

http://www.astrobio.net/albums/planet/aet.jpg

Tim Pyle, SSC Nasa

http://www.solstation.com/habitable.htm

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