J’ai dit à plusieurs reprises dans le passé que la Terre est la meilleure planète de l’Univers. L'évolution nous a adaptés à cette planète, et il est peu probable que nous puissions jamais trouver une autre planète aussi bonne pour nous.
Mais est-ce la meilleure planète? Y a-t-il des endroits dans l'Univers qui pourraient avoir les conditions d'une plus grande diversité de vie?
Le fait que nous ayons la vie sur Terre est assez étonnant. Nous sommes situés dans la zone habitable d'une étoile de la séquence principale qui ne produit pas trop de fusées solaires tueuses.
Nous avons une atmosphère épaisse remplie d'oxygène et d'azote que nous pouvons respirer. La planète est suffisamment grande pour être encore fondue dans son noyau, avec une boule de fer rotative qui maintient un champ magnétique planétaire. Ceci, combiné à une atmosphère épaisse, protège la surface de la planète des rayons cosmiques, du pire des rayons ultraviolets du soleil et des tempêtes solaires mortelles.
Nous avons la tectonique des plaques qui recycle constamment des matériaux à la surface de la planète, amène des produits chimiques frais de son intérieur.
Nous avons une lune relativement grande, qui maintient probablement notre planète plus stable dans son inclinaison axiale, avec des marées qui ont aidé les premières formes de vie à passer des océans à la terre. Mais pas trop grosse lune.
Nous avons d'énormes océans qui aident à réguler le climat de la planète, déplaçant les eaux chaudes vers des régions plus froides, pour les rendre plus diversifiées et habitables.
La liste est longue, et je suis sûr qu'il y a des facteurs que nous n'avons même pas encore découverts.
Et quand il s'agit de la Terre, la vie a prospéré, se frayant un chemin dans toutes les niches écologiques possibles, s'adaptant à travers l'évolution pour gérer le froid amer, la chaleur intense, les pressions intenses au fond des océans, même des villes, vivant juste à côté de l'homme les êtres.
Mais la Terre pourrait-elle être meilleure? Pourrait-il y avoir des planètes super habitables?
S'il y a une chose que le domaine de l'astronomie nous a appris, c'est que nous ne sommes pas spéciaux. Nous ne sommes pas le centre du système solaire. Ce n'est pas un endroit ou un moment spécial dans l'Univers. Et cela signifie probablement que la Terre n'est pas le meilleur endroit pour vivre. C’est le meilleur endroit pour les humains, mais pas pour la vie.
Selon un article publié en 2013, l'astrobiologiste de Penn State Ravi Kumar Kopparapu et d'autres ont calculé où les bords de la zone habitable d'une étoile devraient être réellement, sur la base de données climatiques modernes. Ils ont calculé qu'une zone habitable autour d'une étoile semblable au soleil devrait être comprise entre 0,99 et 1,7 fois la distance de la Terre au Soleil.
Ce qui signifie que la Terre se trouve en fait à la limite intérieure de la zone habitable du Soleil. Comme, à peine. S'il était plus proche du Soleil, nous aurions un effet de serre galopant, comme Vénus.
Vous voulez probablement être plus près du milieu de la zone habitable, où les variations orbitales ne pousseront pas votre planète à l'extrême.
La Terre est relativement jeune. Compte tenu du fait que la planète n'existe que depuis 4,5 milliards d'années et n'a compris la vie multicellulaire que depuis quelques centaines de millions d'années.
Le Soleil se réchauffe, et puisque nous sommes si proches, nous n'avons en fait que quelques centaines de millions d'années, un milliard d'années tout au plus avant que les températures n'augmentent et que les océans ne s'évaporent. Mais que se passerait-il si la vie avait pu obtenir des milliards d'années d'évolution supplémentaires pour élaborer de nouvelles formes de vie plus diversifiées?
Vous pensez qu'un ornithorynque est inhabituel, imaginez ce que vous obtiendriez avec 2 milliards d'années supplémentaires d'évolution. Ou 20 milliards.
Dans un article de 2016 intitulé Superhabitable Worlds, René Heller et John Armstrong traversent les conditions qui pourraient rendre la planète la plus habitable possible. Ceci est un papier très lisible, avec beaucoup d'idées sympas. Si vous êtes un écrivain de science-fiction à la recherche d'idées de construction du monde, jetez-y un coup d'œil. Je mettrai un lien dans les notes de l'émission.
Ils proposent que les étoiles avec moins de masse que le Soleil, classées comme étoiles K, sont probablement les meilleurs candidats pour la diversité car elles sont de longue durée de vie et relativement stables. Une étoile de type K aura une durée de vie de 20 à 70 milliards d'années sans ces mégaflares naines rouges embêtantes.
Vous voudriez d'autres planètes dans le système stellaire, capables de rediriger les astéroïdes et les comètes avec leur gravité pour fournir de l'eau et d'autres produits chimiques nécessaires à la vie. Merci pour ça, Jupiter.
Et idéalement, vous voulez plusieurs planètes habitables dans le même système, capables d'envoyer la vie d'avant en arrière. Un processus connu sous le nom de panspermie.
Faites de votre planète habitable la lune d'une géante gazeuse pour obtenir de puissantes forces de marée qui empêcheraient l'éruption de matériaux volcaniques frais à la surface.
Mieux encore, ayez une planète binaire, où deux mondes orbitent, délivrant des forces de marée et échangeant des formes de vie d'avant en arrière.
Et nous ne faisons que commencer!
Agrandissez la planète et vous obtiendrez plus de surface pour que l'eau puisse faire circuler les températures (plus à ce sujet en une seconde), mais aussi plus de surface pour les formes de vie pour exploiter diverses niches.
Donc, nous parlons d'une planète plus grande et plus massive. Une fois que vous obtenez environ deux fois la masse de la Terre, la tectonique des plaques commence à s'arrêter, alors essayez de rester en dessous de cette quantité.
Vous voulez également un monde suffisamment grand et assez chaud à l'intérieur pour que le mouvement des alliages de fer dans son cœur maintienne une magnétosphère à l'échelle de la planète.
Vous êtes probablement préoccupé par la gravité de la surface, mais une planète ayant le double de la masse de la Terre n'a besoin que d'être 40% plus grande pour avoir à peu près la même gravité de surface.
Lors d'une récente conférence à Barcelone, la Dre Stephanie Olson de l'Université de Chicago a présenté le travail qu'elle avait accompli dans la recherche des environnements qui soutiendraient le mieux la vie sur les exoplanètes.
Ils ont utilisé un outil de la NASA appelé le modèle de circulation générale ROCKE-3D. Il s'agit d'un outil vraiment incroyable qui est librement accessible au public. Vous pouvez aller sur le site Web, puis voir quelles seraient les conditions sur différents mondes, de l'ancienne Vénus aux planètes en orbite autour de Proxima Centauri.
Vous pouvez simuler leurs températures de l'air, les précipitations, les concentrations dans le sol et plus encore.
Permettez-moi de vous montrer quelques exemples. Voici la Terre pré-industrielle, avec des températures de l'air allant d'environ 35 C près de l'équateur à plus froid que -60 C aux pôles.
Mais vous pouvez remplacer la Terre par l'ancienne Vénus, à quoi ressemblait la planète il y a 2,9 milliards d'années lorsque le Soleil était 20% plus sombre qu'aujourd'hui. Il tournait toujours une fois tous les 243 jours, cependant, et avait probablement un océan peu profond qui atteignait une profondeur de 310 mètres à travers ses basses terres.
Et voici une planète en orbite autour de l'étoile naine rouge Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Soleil. Parce qu'elle orbite si près de son étoile, la planète est probablement verrouillée par les marées. Cela a un impact dramatique sur la température de l'air avec un côté face à l'étoile et un côté tourné vers l'extérieur.
Mais si la planète a une rotation de résonance, où elle tourne trois fois sur son axe pour toutes les 2 orbites, et si elle a une atmosphère qui correspond à peu près à l'atmosphère d'azote et d'oxygène de la Terre, alors vous vous retrouvez avec un monde qui ressemble beaucoup plus confortable à vivre.
Olson et son équipe ont utilisé ce logiciel pour simuler les climats et les habitats océaniques de différents types d'exoplanètes. Ici sur Terre, la diversité de la vie dépend de la remontée des matériaux des profondeurs des océans, les renvoyant à la surface où la vie peut les utiliser.
Plus d'upwelling signifie plus d'activité biologique, plus de diversité.
En d'autres termes, pour trouver les planètes avec la plus grande diversité de vie, vous voulez trouver les mondes qui ont une forte circulation océanique.
Y a-t-il quelque chose de mieux que la Terre?
Selon Olson, si une planète tourne plus lentement, a une densité atmosphérique plus élevée et a des continents, alors vous pouvez augmenter la quantité de circulation océanique.
Et cela nous donne une idée de ce que les astronomes rechercheront lorsqu'ils examineront les mondes extrasolaires. Lorsque les missions LUVOIR ou HabEx de la NASA voleront dans les années 2030, elles pourront directement imager les surfaces des exoplanètes. Ils mesureront les produits chimiques dans leur atmosphère, détecteront l'eau et détermineront même la superficie de la planète couverte par les continents.
Nous ne devrions vraiment pas être surpris si nous trouvons des mondes super habitables dans la Voie lactée, des mondes qui sont clairement plus habitables que la Terre. Encore une fois, il s'avère que nous ne sommes pas spéciaux. C'est bien, au moins nous aurons de la compagnie.
