En août 2016, Les astronomes de l'Observatoire européen austral (ESO) ont confirmé l'existence d'une planète semblable à la Terre autour de Proxima Centauri – l'étoile la plus proche de notre système solaire. En outre, ils ont confirmé que cette planète (Proxima b) tournait dans la zone habitable de son étoile. Depuis, plusieurs études ont été menées pour déterminer si Proxima b pouvait en fait être habitable.

Malheureusement, la plupart de ces recherches n'ont pas été très encourageantes. Par exemple, de nombreuses études ont indiqué que le soleil de Proxima b subit une trop grande activité d'éruption pour que la planète puisse maintenir une atmosphère et de l'eau liquide à sa surface. Cependant, dans une nouvelle étude dirigée par la NASA, une équipe de scientifiques a étudié divers scénarios climatiques qui indiquent que Proxima b pourrait encore avoir suffisamment d'eau pour soutenir la vie.

L'étude, intitulé "Scénarios climatiques habitables pour Proxima Centauri b avec un océan dynamique, " récemment paru dans la revue scientifique Astrobiologie . L'étude a été dirigée par Anthony D. Del Genio du Goddard Institute for Space Studies (GISS) de la NASA et comprenait des membres du NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Université de Columbia, et Trinnovim LLC - une société informatique qui fournit un soutien institutionnel et de mission pour le GSFC.

Pour le décomposer, des planètes comme Proxima b – qui orbitent autour d'étoiles de type M (naines rouges) – font face à de nombreux défis en matière d'habitabilité. Pour un, son orbite proche de son étoile aurait probablement conduit à un effet de serre incontrôlé au début de son histoire. Il serait également soumis à un rayonnement intense (flux de rayons X et ultraviolets extrêmes) et au vent solaire – ce qui conduirait à des pertes atmosphériques et hydriques catastrophiques.

Cependant, il y a beaucoup de choses que nous ne savons pas sur l'histoire évolutive de Proxima b, et il existe des scénarios dans lesquels l'habitabilité pourrait être une possibilité. Comme Anthony D. Del Genio l'a dit à Universe Today par e-mail :

"Tout d'abord, nous ne savons pas si Prox b a même une atmosphère, et si c'est le cas, s'il a de l'eau. Sans ceux-là, la vie telle que nous la connaissons ne peut pas exister. Ce pourrait être le Prox b formé initialement sans atmosphère, ou qu'il s'est formé avec une atmosphère mais dans un système stellaire pauvre en eau. Ou il aurait pu se former avec une atmosphère modeste et beaucoup d'eau. Ou il aurait pu se former avec une atmosphère très épaisse. Nous ne savons pas encore.

"Seconde, Proxima Centauri est une étoile M, ou "naine rouge". Ces étoiles sont beaucoup plus petites et plus froides que notre soleil, une planète doit donc être très proche d'une telle étoile pour qu'elle reçoive suffisamment de lumière stellaire pour avoir un climat habitable. Le problème, c'est que les étoiles M ont tendance à être très actives, tout au long de leur vie."

"Troisième, au début de leur vie, Les étoiles M sont très brillantes et chaudes, ce qui signifie que si Prox b a commencé habitable, il se peut qu'il s'échauffe et perde son eau très tôt, avant que la vie n'ait une chance de s'installer."

L'activité de torche est une préoccupation particulièrement importante en ce qui concerne Proxima Centauri, qui est variable et instable même selon les normes des naines rouges. En réalité, dans les années récentes, deux fusées éclairantes particulièrement puissantes ont été repérées en provenance du système. La seconde était si puissante qu'elle pouvait être vue à l'œil nu, ce qui indique que toute planète en orbite autour de Proxima Centauri verrait son atmosphère supprimée au fil du temps.

Cependant, comme ils l'indiquent dans leur étude, il existe de nombreux scénarios possibles dans lesquels Proxima b pourrait encore soutenir la vie. Quoi de plus, il existe une gamme d'incertitudes en ce qui concerne les choses hostiles à la vie qui pourraient donner à Proxima b une marge de manœuvre. Selon Del Genio, ceux-ci incluent la possibilité que Proxima b se soit formée plus loin de son étoile et ait progressivement migré vers l'intérieur, ce qui signifierait qu'il n'était pas soumis à des conditions difficiles au début.

Seconde, il aurait pu se former avec dix fois plus d'eau que la Terre; Ainsi, même si les fortes radiations de Proxima Centauri enlevaient 90 % de son eau, il aurait encore assez d'eau pour avoir un océan. Il aurait également pu se former avec une épaisse enveloppe d'hydrogène qui aurait pu être enlevée, laissant derrière lui un "noyau habitable" d'une atmosphère.

"Nous ne savons tout simplement pas, " dit Del Genio. " Ainsi, fournir des repères aux futurs observateurs, on imagine qu'il a une atmosphère et de l'eau, et nous demandons, étant donné l'étoile qu'elle orbite et la distance de cette étoile, à quel point est-il facile ou difficile d'imaginer une atmosphère et un océan qui pourraient ensemble produire des conditions habitables à la surface (définies comme suffisamment chaudes pour maintenir l'eau liquide mais pas assez chaudes pour la faire évaporer entièrement). »

Pour répondre à ces possibilités, Del Genio et ses collègues ont mené une série de simulations 3D à l'aide du logiciel Resolving Orbital and Climate Keys of Earth and Extraterrestrial Environments with Dynamics (ROCKE -3-D). En tant qu'adaptation planétaire du logiciel NASA GISS Model E2 Earth Global Climate Modeling, ROCKE-3-D a été utilisé pour simuler les périodes passées et futures de l'histoire de la Terre et une ancienne Vénus potentiellement habitable.

En utilisant ce logiciel, l'équipe a modélisé une gamme de différents types d'atmosphères potentielles pour Prox b, qui comprenait une atmosphère semblable à la Terre (dominée par l'azote avec de petites quantités de CO 2 pour réchauffer la planète) et une atmosphère plus proche de Mars (CO pur 2 ). Ils ont également examiné si son atmosphère serait plus fine ou plus épaisse que celle de la Terre, ses océans plus ou moins salés (ainsi que plus ou moins profonds), et si oui ou non l'océan couvrait la planète entière.

Durer, mais pas des moindres, ils ont examiné si la planète était verrouillée par la marée sur son étoile ou (comme Mercure) avait une résonance orbitale de 3:2 – où la planète tourne trois fois sur son axe pour toutes les deux orbites qu'elle fait. Comme Del Genio l'a expliqué :

« Pour chaque configuration que nous imaginons, nous gérons un modèle climatique mondial en 3D adapté du modèle climatique terrestre que nous utilisons pour projeter le réchauffement du 21e siècle dû à l'ajout de gaz à effet de serre dans l'atmosphère par les humains. La caractéristique clé de notre climat à cet effet est que nous incluons un océan « dynamique », c'est à dire., un océan qui a des courants qui déplacent l'eau chaude vers des endroits plus frais. Des études antérieures sur Prox b avaient utilisé un océan « statistique » qui se réchauffe et se refroidit mais ne bouge pas. »

De là, Del Genio et ses collègues ont découvert que chaque cas auquel ils pouvaient penser produisait une planète qui avait au moins un peu d'eau liquide de surface. Ils ont également découvert que dans le cas d'une planète bloquée par les marées, le transport de chaleur entre le côté exposé au soleil et le côté obscur pourrait également permettre à la planète entière d'être habitable.

"Donc, s'il y a une atmosphère et de l'eau, Prox b a de bonnes chances d'être habitable, " a déclaré Del Genio. "Nous avons également constaté que les courants océaniques transportaient de l'eau chaude du jour au côté nuit, gardant certaines parties de la partie nocturne habitables même s'ils ne voient jamais la lumière. Et si l'océan est très salé, presque toute la planète pourrait être recouverte de liquide, mais avec des températures inférieures au point de congélation habituel presque partout."

Pour ceux qui ont été traités à un régime régulier de mauvaises nouvelles au sujet de Proxima b ces derniers temps, cette dernière recherche est assez encourageante. Même si les observations ont montré que Proxima Centauri est variable et a produit des éruptions importantes, il existe encore de nombreux scénarios dans lesquels Proxima b pourrait encore être habitable. Que ce soit le cas ou non, cependant, dépendra des observations futures. Comme le dit Del Genio :

"Malheureusement, vu de la Terre, Prox b ne semble pas transiter, ce qui rend plus difficile la détection d'une atmosphère et de dire ce qu'elle contient. Cependant, dans un avenir assez proche, les astronomes pourront surveiller la chaleur émise dans l'espace par Prox b lorsqu'il se déplace sur son orbite. Nos résultats montrent qu'il devrait être possible de distinguer une planète avec une atmosphère d'une autre sans, et une atmosphère froide mince d'une atmosphère chaude épaisse."

Il pourrait également s'étendre à d'autres planètes rocheuses en orbite autour d'étoiles de type M (naines rouges), ce qui est encore plus encourageant. Étant donné que ces étoiles représentent plus de 70 % des étoiles de la seule galaxie de la Voie lactée, la probabilité qu'ils soutiennent des planètes potentiellement habitables augmente considérablement les chances de trouver une vie extraterrestre.

Dans les années à venir, les instruments de nouvelle génération devraient jouer un rôle majeur dans la détection et la caractérisation des exoplanètes. Il s'agit notamment du télescope spatial James Webb (JWST), le télescope d'enquête infrarouge à grand champ (WFIRST), et des instruments au sol comme l'Extremely Large Telescope (ELT) et le Giant Magellan Telescope (GMT). Et vous pouvez parier qu'une partie de leur temps sera consacrée à l'étude de l'exoplanète la plus proche de la Terre !