Ces planètes gravitent autour de petites étoiles naines rouges qui, contrairement à notre soleil, flambée fréquemment, baignant leurs planètes dans un rayonnement UV à haute énergie. Bien qu'on ne sache pas exactement quelles conditions règnent à la surface des planètes en orbite autour de ces étoiles flamboyantes, on sait que de telles éruptions sont biologiquement dommageables et peuvent provoquer l'érosion des atmosphères planétaires. Des niveaux élevés de rayonnement provoquent la mutation ou même l'arrêt des molécules biologiques telles que les acides nucléiques.

O'Malley-James et Kaltenegger ont modélisé diverses compositions atmosphériques, des atmosphères similaires à la Terre d'aujourd'hui aux atmosphères « érodées » et « anoxiques », celles avec des atmosphères très minces qui ne bloquent pas bien les rayons UV et celles sans protection de l'ozone, respectivement. Les modèles montrent qu'à mesure que l'atmosphère s'amincit et que les niveaux d'ozone diminuent, plus de rayonnement UV à haute énergie atteint le sol. Les chercheurs ont comparé les modèles à l'histoire de la Terre, d'il y a près de 4 milliards d'années à aujourd'hui.

Bien que les planètes modélisées reçoivent un rayonnement UV plus élevé que celui émis par notre propre soleil aujourd'hui, c'est nettement inférieur à ce que la Terre a reçu il y a 3,9 milliards d'années.

"Étant donné que la Terre primitive était habitée, " les chercheurs ont écrit, "nous montrons que le rayonnement UV ne devrait pas être un facteur limitant pour l'habitabilité des planètes en orbite autour d'étoiles M. Nos mondes voisins les plus proches restent des cibles intrigantes pour la recherche de vie au-delà de notre système solaire."

Une question inverse se pose pour les planètes en orbite autour d'étoiles M inactives sur lesquelles le flux de rayonnement est particulièrement faible :l'évolution de la vie nécessite-t-elle les niveaux élevés de rayonnement de la Terre primitive ?

Pour juger de l'habitabilité potentielle des mondes avec des taux variables d'afflux de rayonnement, les chercheurs ont évalué les taux de mortalité à différentes longueurs d'onde UV de l'extrêmophile Deinococcus radiodurans, l'un des organismes les plus résistants aux radiations connus.

Toutes les longueurs d'onde du rayonnement UV ne sont pas également dommageables pour les molécules biologiques :par exemple, écrivent les chercheurs, « une dose de rayonnement UV à 360 [nanomètres] devrait être de trois ordres de grandeur plus élevée qu'une dose de rayonnement à 260 [nanomètres] pour produire des taux de mortalité similaires dans une population de cet organisme. »

De nombreux organismes sur Terre utilisent des stratégies de survie - y compris des pigments protecteurs, biofluorescence, et vivant sous terre, eau ou roche - pour faire face à des niveaux élevés de rayonnement qui pourraient être imités par la vie sur d'autres mondes, notent les chercheurs. La vie souterraine serait plus difficile à trouver sur des planètes lointaines sans le type de biosignatures atmosphériques que les télescopes peuvent détecter.

"L'histoire de la vie sur Terre nous fournit une mine d'informations sur la façon dont la biologie peut surmonter les défis d'environnements que nous considérerions comme hostiles, " a déclaré O'Malley-James.

Dit Kaltenegger :« Nos recherches démontrent que dans la quête de la vie sur d'autres mondes, nos mondes les plus proches sont des cibles fascinantes à explorer."