Les scientifiques à la recherche de signes de vie au-delà de notre système solaire sont confrontés à des défis majeurs, l'une d'elles est qu'il y a des centaines de milliards d'étoiles dans notre seule galaxie à considérer. Pour affiner la recherche, ils doivent comprendre :quels types d'étoiles sont les plus susceptibles d'héberger des planètes habitables ?

Une nouvelle étude trouve une classe particulière d'étoiles appelées étoiles K, qui sont plus faibles que le Soleil mais plus brillants que les étoiles les plus faibles, peuvent être des cibles particulièrement prometteuses pour la recherche de signes de vie.

Pourquoi? D'abord, Les étoiles K vivent très longtemps :17 à 70 milliards d'années, contre 10 milliards d'années pour le Soleil, ce qui laisse suffisamment de temps à la vie pour évoluer. Aussi, Les étoiles K ont une activité moins extrême dans leur jeunesse que les étoiles les plus sombres de l'univers, appelées étoiles M ou "naines rouges".

Les étoiles M offrent certains avantages pour la recherche de planètes habitables. Ils sont le type d'étoile le plus commun dans la galaxie, comprenant environ 75 pour cent de toutes les étoiles de l'univers. Ils sont aussi frugaux avec leur carburant, et pourrait briller pendant plus de mille milliards d'années. Un exemple d'étoile M, TRAPPISTE-1, est connu pour abriter sept planètes rocheuses de la taille de la Terre.

Mais la jeunesse turbulente des étoiles M présente des problèmes pour la vie potentielle. Les éruptions stellaires - des libérations explosives d'énergie magnétique - sont beaucoup plus fréquentes et énergétiques des jeunes étoiles M que des jeunes étoiles semblables au Soleil. Les étoiles M sont également beaucoup plus brillantes lorsqu'elles sont jeunes, jusqu'à un milliard d'années après leur formation, avec une énergie qui pourrait faire bouillir les océans sur toutes les planètes qui pourraient un jour se trouver dans la zone habitable.

« J'aime penser que les étoiles K sont dans un « endroit idéal » entre les étoiles analogues au Soleil et les étoiles M, " a déclaré Giada Arney du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.

Arney voulait savoir quelles biosignatures, ou des signes de vie, pourrait ressembler à une planète hypothétique en orbite autour d'une étoile K. Son analyse est publiée dans le Lettres de revues astrophysiques .

Les scientifiques considèrent la présence simultanée d'oxygène et de méthane dans l'atmosphère d'une planète comme une forte biosignature car ces gaz aiment réagir les uns avec les autres, en se détruisant les uns les autres. Donc, si vous les voyez présents dans une ambiance ensemble, cela implique que quelque chose les produit tous les deux rapidement, très probablement la vie, selon Arney.

Cependant, parce que les planètes autour d'autres étoiles (exoplanètes) sont si éloignées, il doit y avoir des quantités importantes d'oxygène et de méthane dans l'atmosphère d'une exoplanète pour qu'elle soit vue par les observatoires de la Terre. L'analyse d'Arney a révélé que la biosignature oxygène-méthane est susceptible d'être plus forte autour d'une étoile K qu'une étoile semblable au Soleil.

Arney a utilisé un modèle informatique qui simule la chimie et la température d'une atmosphère planétaire, et comment cette atmosphère réagit aux différentes étoiles hôtes. Ces atmosphères synthétiques ont ensuite été passées à travers un modèle qui simule le spectre de la planète pour montrer à quoi elle pourrait ressembler aux futurs télescopes.

"Quand vous mettez la planète autour d'une étoile K, l'oxygène ne détruit pas le méthane aussi rapidement, afin qu'il puisse s'accumuler dans l'atmosphère, ", a déclaré Arney. "C'est parce que la lumière ultraviolette de l'étoile K ne génère pas de gaz d'oxygène hautement réactifs qui détruisent le méthane aussi facilement qu'une étoile semblable au Soleil."

Ce signal oxygène-méthane plus fort a également été prédit pour les planètes autour des étoiles M, mais leurs niveaux d'activité élevés pourraient rendre les étoiles M incapables d'héberger des mondes habitables. Les étoiles K peuvent offrir l'avantage d'une probabilité plus élevée de détection simultanée d'oxygène et de méthane par rapport aux étoiles semblables au Soleil sans les inconvénients qui accompagnent une étoile hôte M.

En outre, les exoplanètes autour des étoiles K seront plus faciles à voir que celles autour des étoiles semblables au Soleil simplement parce que les étoiles K sont plus faibles. "Le Soleil est 10 milliards de fois plus lumineux qu'une planète semblable à la Terre qui l'entoure, c'est donc beaucoup de lumière que vous devez supprimer si vous voulez voir une planète en orbite. Une étoile K pourrait être « seulement » un milliard de fois plus lumineuse qu'une Terre qui l'entoure, " dit Arney.

Les recherches d'Arney incluent également une discussion sur les étoiles K proches qui pourraient être les meilleures cibles pour les observations futures. Étant donné que nous n'avons pas la possibilité de voyager vers des planètes autour d'autres étoiles en raison de leurs énormes distances par rapport à nous, nous sommes limités à analyser la lumière de ces planètes pour rechercher un signal que la vie pourrait être présente. En séparant cette lumière en ses couleurs composantes, ou spectre, les scientifiques peuvent identifier les constituants de l'atmosphère d'une planète, puisque différents composés émettent et absorbent des couleurs de lumière distinctes.

"Je trouve que certaines étoiles K proches comme 61 Cyg A/B, Epsilon Indi, Groombridge 1618, et HD 156026 peuvent être des cibles particulièrement intéressantes pour les futures recherches de biosignature, " dit Arney.