De nombreux titres et discussions autour de l'habitabilité des exoplanètes portent sur leur proximité avec leur étoile et sur la présence d'eau. Cela a du sens, car ce sont des facteurs très limitatifs. Mais ces caractéristiques planétaires ne sont vraiment qu'un point de départ pour la discussion habitable / non habitable. Ce qui se passe à l'intérieur d'une planète est également important.
Il existe un nombre presque déroutant de facteurs qui font de la Terre une planète qui soutient la vie. L'atmosphère, l'eau, la proximité de son étoile. Le type d'étoile et sa stabilité, la stabilité orbitale de la planète, sa localisation dans la galaxie. Ce ne sont que quelques-uns de ceux qui sont souvent discutés. D'autres facteurs plus ésotériques comme la taille de la Lune peuvent également jouer un rôle crucial.
"Le cœur de l'habitabilité réside dans l'intérieur planétaire."
Extrait de "Qu'est-ce qui rend une planète habitable?"
Mais c'est aussi le noyau fondu de la Terre qui joue un rôle primordial dans l'habitabilité de la Terre, en créant la magnétosphère qui nous protège des rayons de la mort du Soleil. Et bien que nous connaissions peut-être cet aspect du noyau terrestre qui permet l'habitabilité, sa composition intérieure y contribue par d'autres moyens.
Une équipe de chercheurs du Carnegie Institute a rédigé une lettre publiée dans Science exhortant les chercheurs à élargir leur champ d'action lorsqu'il s'agit de déterminer l'habitabilité. L'essence de leur lettre est que l'habitabilité est beaucoup trop complexe pour qu'une discipline scientifique puisse le déterminer, et qu'une approche globale globale ou hautement intégrée est nécessaire pour acquérir une méthode plus pratique de déterminer quelle exoplanète pourrait être habitable.
Et c'est une lecture fascinante.
"L'humanité va construire une bibliothèque d'informations sur les enveloppes gazeuses qui ne représentent qu'un millionième de la masse d'une exoplanète."
Extrait de «Ce qui rend une planète habitable».
À mesure que notre pouvoir d'observation augmente, les scientifiques avancent que notre méthodologie pour déterminer l'habitabilité doit également se développer.
Actuellement, les scientifiques peuvent détecter une exoplanète, déterminer sa proximité avec son étoile, contraindre sa masse et sa densité, puis faire des suppositions probabilistes sur l'habitabilité potentielle à partir de là. L’objectif est d’essayer de déterminer ce que l’atmosphère d’une planète donnée est susceptible d’être. Mais même si nous obtenons une bonne atmosphère, nous n'avons vraiment épluché que la première couche de l'oignon. Comme ils le disent dans leur lettre, "L'humanité va construire une bibliothèque d'informations sur les enveloppes gazeuses qui ne représentent qu'un millionième de la masse d'une exoplanète."
Mais alors quoi? Et le reste de la masse de la planète? Détermine-t-il l'habitabilité?
L'équipe de scientifiques est Anat Shahar, Peter Driscoll, Alycia Weinberger et George Cody. Dans leur lettre, ils parlent des nombreuses façons dont l'intérieur de la Terre détermine son habitabilité.
L'équipe reconnaît que du point de vue de la chasse aux planètes, tout commence par l'atmosphère. Des signaux alléchants de l'atmosphère, comme la présence d'oxygène ou une composition chimique déséquilibrée, pourraient être des signes de vie et d'habitabilité. Mais ils sont loin d'être définitifs.
Les atmosphères sont des choses complexes et dynamiques. Ils sont soumis à toutes sortes d'intrants, depuis les sources de produits chimiques à l'intérieur de la Terre jusqu'à la capacité d'un intérieur à servir de puits pour les produits chimiques. Ils sont toujours en mouvement, et il faut un certain type de stabilité sur de longues périodes pour que la vie s'épanouisse.
Tout le monde connaît le cycle de l'eau de la Terre, mais il y a aussi d'autres cycles à l'œuvre. Lorsque des volcans éclatent et que le magma atteint la surface par des évents, des produits chimiques sont libérés, puis recyclés dans la croûte. Si certains produits chimiques s'accumulent, ils limitent considérablement les perspectives de vie. Dans l'article, les auteurs utilisent l'exemple du carbone, que les processus atmosphériques peuvent retirer de l'atmosphère et ramener au fond marin. Là, ils sont recyclés à l'intérieur des zones de subduction entre les plaques tectoniques.
Le point qu'ils font valoir est que vous ne pouvez pas vraiment juger l'atmosphère sans savoir quels sont les processus intérieurs de la planète.
Mais ce ne sont pas seulement les processus à l'intérieur qui affectent l'habitabilité. C’est aussi la composition.
Les éléments constitutifs élémentaires des planètes sont cohérents et comprennent l'oxygène, le silicium et le fer. Mais les quantités et les proportions de ces blocs de construction peuvent varier considérablement. C’est déterminé par les conditions du disque protoplanétaire à partir desquelles les planètes se sont formées. Comme les auteurs l'indiquent clairement dans leur lettre, les quantités de ces éléments et la façon dont ils sont traités au cours de la formation planétaire peuvent varier considérablement.
Leur composition finale sur la planète peut également varier en raison des conditions du disque protoplanétaire. Par exemple, la formation de planètes géantes au début du système solaire peut affecter la composition des planètes qui se forment plus tard.
Toute cette variété crée un ensemble déconcertant de variables lorsqu'il s'agit de déterminer l'habitabilité.
"Les recherches nécessaires pour enquêter de manière cohérente sur ces processus ne peuvent pas être effectuées par des scientifiques dans une seule discipline de manière isolée."
Extrait de «Ce qui rend une planète habitable».
Les auteurs plaident en faveur d'une nouvelle façon de rechercher l'habitabilité. Ils proposent une manière plus interdisciplinaire de le faire. Comme ils le disent dans leur lettre, "Les recherches nécessaires pour enquêter de manière cohérente sur ces processus ne peuvent pas être effectuées par des scientifiques dans une seule discipline de manière isolée."
Ils proposent des recherches expérimentales qui se concentrent sur des choses comme la physique des minéraux, et plus d'études observationnelles des disques stellaires et des compositions des disques planétaires. Ces nouvelles connaissances seraient utilisées pour construire un meilleur modèle pour comprendre l'habitabilité, quelque chose qui nous mènerait plus loin que notre dépendance à l'eau liquide, la composition atmosphérique, la proximité de son étoile et les autres facteurs que nous utilisons pour essayer de déterminer l'habitabilité.
Les scientifiques n'accordent-ils donc pas suffisamment de poids à l'intérieur d'une planète lorsqu'ils tentent de déterminer l'habitabilité? La réponse est… peut-être.
Peut-être avons-nous besoin d'un système plus gradué de classification des exoplanètes. L'habitabilité de niveau 1 pourrait indiquer les exigences les plus élémentaires en matière d'habitabilité. La proximité d'une étoile appropriée, probablement de l'eau liquide, des choses comme ça. À partir de là, différents niveaux pourraient être codifiés selon des conditions de plus en plus strictes.
Lammer et. Al. ont proposé quelque chose comme ça dans leur article de 2009 "Qu'est-ce qui rend une planète habitable?" Mais leur système de classification à quatre niveaux ne s'est pas plongé trop profondément dans l'intérieur des exoplanètes. Dans un article de 2012 intitulé «Sur la probabilité des planètes habitables», François Forget a raconté Lammer et. le système de classification d'al. avant de creuser plus profondément dans les processus géophysiques qui doivent être présents avant qu'une planète puisse être habitable.
Cette lettre invite la communauté scientifique à aller plus loin.
Un modèle réalisable et plus détaillé des intérieurs d'exoplanètes, basé non seulement sur l'atmosphère mais sur la composition et les conditions du disque, est probablement nécessaire. Dans un avenir proche, des télescopes plus puissants nous aideront à en savoir plus sur les exoplanètes, peut-être même à nous donner des images réelles de certaines d'entre elles.
Mais si l'équipe derrière cette lettre a raison, cela ne suffira pas pour déterminer l'habitabilité. Nous devons retirer plus de couches de l'oignon, et cela pourrait nécessiter le type de modèle plus sophistiqué qu'ils envisagent.
