Des aspects de l'inclinaison et de la dynamique orbitale d'une planète par ailleurs semblable à la Terre peuvent gravement affecter son habitabilité potentielle, déclenchant même des « états boule de neige » abrupts où les océans gèlent et la vie à la surface est impossible, selon de nouvelles recherches d'astronomes de l'Université de Washington.

La recherche indique que localiser une planète dans la "zone habitable" de son étoile hôte - cette bande d'espace juste pour laisser de l'eau liquide sur la surface d'une planète rocheuse en orbite - n'est pas toujours une preuve suffisante pour juger de l'habitabilité potentielle.

Russell Deitrick, auteur principal d'un article à paraître dans le Journal astronomique , a déclaré que lui et ses co-auteurs avaient décidé d'apprendre, grâce à la modélisation informatique, comment deux caractéristiques - l'obliquité d'une planète ou son excentricité orbitale - pourraient affecter son potentiel de vie. Ils ont limité leur étude aux planètes en orbite dans les zones habitables des étoiles " naines G ", ou ceux qui aiment le soleil.

L'obliquité d'une planète est son inclinaison par rapport à l'axe orbital, qui contrôle les saisons d'une planète; l'excentricité orbitale est la forme, et à quel point l'orbite est circulaire ou elliptique - ovale. Avec des orbites elliptiques, la distance à l'étoile hôte change à mesure que la planète se rapproche, puis s'éloigne de, son étoile hôte.

Deitrick, qui a fait le travail avec l'UW, est maintenant chercheur post-doctoral à l'Université de Berne. Ses co-auteurs à l'UW sont la professeure de sciences atmosphériques Cecilia Bitz, professeurs d'astronomie Rory Barnes, Victoria Meadows et Thomas Quinn et l'étudiant diplômé David Fleming, avec l'aide de la chercheuse de premier cycle Caitlyn Wilhelm.

La Terre héberge la vie avec suffisamment de succès car elle tourne autour du soleil à une inclinaison axiale d'environ 23,5 degrés, ne bougeant que très peu au cours des millénaires. Mais, Deitrick et ses co-auteurs ont demandé dans leur modélisation, Et si ces mouvements étaient plus importants sur une planète semblable à la Terre en orbite autour d'une étoile similaire ?

Des recherches antérieures ont indiqué qu'une inclinaison axiale plus sévère, ou une orbite basculante, car une planète dans la zone habitable d'une étoile semblable au soleil – étant donné la même distance de son étoile – ferait un monde plus chaud. Ainsi Deitrick et son équipe ont été surpris de trouver, à travers leur modélisation, que la réaction opposée semble vraie.

"Nous avons découvert que les planètes de la zone habitable pouvaient entrer brusquement dans des états de "boule de neige" si l'excentricité ou les variations du demi-grand axe - les changements de distance entre une planète et une étoile sur une orbite - étaient importantes ou si l'obliquité de la planète augmentait au-delà de 35 degrés, " a déclaré Deitrick.

La nouvelle étude aide à trier les idées contradictoires proposées dans le passé. Il a utilisé un traitement sophistiqué de la croissance et du retrait de la calotte glaciaire dans la modélisation planétaire, ce qui représente une amélioration significative par rapport à plusieurs études précédentes, a déclaré le co-auteur Barnes.

"Alors que des enquêtes antérieures ont révélé que des variations d'obliquité et d'obliquité élevées avaient tendance à réchauffer les planètes, en utilisant cette nouvelle approche, l'équipe constate que les grandes variations d'obliquité sont plus susceptibles de geler la surface planétaire, " Il a dit. " Seule une fraction du temps peut les cycles d'obliquité augmenter les températures des planètes habitables. "

Barnes a déclaré que Deitrick "a essentiellement montré que les périodes glaciaires sur les exoplanètes peuvent être beaucoup plus sévères que sur Terre, que la dynamique orbitale peut être un moteur majeur de l'habitabilité et que la zone habitable est insuffisante pour caractériser l'habitabilité d'une planète. » La recherche indique également, il ajouta, "que la Terre peut être une planète relativement calme, du point de vue climatique."

Ce type de modélisation peut aider les astronomes à décider quelles planètes méritent un temps précieux au télescope, Deitrick a déclaré :« Si nous avons une planète qui ressemble à la Terre, par exemple, mais la modélisation montre que son orbite et son obliquité oscillent comme des fous, une autre planète pourrait être mieux pour le suivi" avec les télescopes du futur."

Le principal point à retenir de la recherche, il ajouta, est que "Nous ne devrions pas négliger la dynamique orbitale dans les études d'habitabilité."