À ce jour, les astronomes ont découvert plus de 4, 000 planètes en orbite autour d'autres étoiles. Statistiquement, il devrait y avoir plus de 100 milliards de planètes dans notre galaxie de la Voie lactée. Ils sont disponibles dans une large gamme de tailles et de caractéristiques, largement inimaginable avant que les exoplanètes ne soient découvertes pour la première fois au milieu des années 1990. La plus grande motivation pour parcourir ces mondes est de trouver "Genesis II, " une planète où la vie est apparue et a évolué au-delà des microbes. La récompense ultime serait de trouver une vie intelligente hors de la Terre.

Une étape majeure dans la recherche de planètes habitables consiste à trouver des étoiles appropriées qui pourraient favoriser l'émergence d'organismes complexes. Parce que notre soleil nourrit la vie sur Terre depuis près de 4 milliards d'années, la sagesse conventionnelle suggérerait que des stars comme elle seraient des candidats de choix. Mais les étoiles comme notre soleil ne représentent qu'environ 10 pour cent de la population de la Voie lactée. Quoi de plus, ils sont relativement de courte durée. Notre soleil est à mi-chemin de sa durée de vie estimée à 10 milliards d'années.

Des organismes complexes sont apparus sur Terre il y a seulement 500 millions d'années. Et, la forme moderne de l'homme n'est là que depuis un clin d'œil aux échelles de temps cosmologiques :200, 000 ans. L'avenir de l'humanité est inconnu. Mais ce qui est certain, c'est que la Terre deviendra inhabitable pour des formes de vie supérieures dans un peu plus d'un milliard d'années, à mesure que le soleil se réchauffe et dessèche notre planète.

Par conséquent, les étoiles légèrement plus froides que notre soleil, appelées naines oranges, sont considérées comme de meilleurs lieux de prédilection pour une vie avancée. Ils peuvent brûler régulièrement pendant des dizaines de milliards d'années. Cela ouvre un vaste horizon temporel à l'évolution biologique pour poursuivre une infinité d'expériences pour produire des formes de vie robustes. Et, pour chaque étoile comme notre soleil, il y a trois fois plus de naines oranges dans la Voie lactée.

Le seul type d'étoile qui est plus abondant sont les naines rouges. Mais ce sont de petites étoiles fougueuses. Ils sont si magnétiquement actifs qu'ils émettent 500 fois plus de rayonnement sous forme de rayons X et de lumière ultraviolette que notre soleil. Les planètes autour de ces étoiles en prennent un coup. Ils ne seraient pas un chez-soi pour des organismes comme nous.

Une idée émergente, renforcée par les relevés stellaires effectués par Hubble et d'autres télescopes, c'est que les naines oranges sont des "étoiles Boucle d'or" - pas trop chaudes, pas trop cool, et par dessus tout, pas trop violent pour héberger des planètes favorables à la vie sur un vaste horizon de temps cosmique.

A la recherche de la vie au-delà de la Terre, les astronomes recherchent des planètes dans la "zone habitable" d'une étoile - parfois surnommée la "zone de la boucle d'or" - où les températures sont idéales pour que l'eau liquide existe à la surface d'une planète pour nourrir la vie telle que nous la connaissons.

Une idée émergente, renforcé par un ensemble de relevés stellaires de trois décennies, c'est qu'il y a des "étoiles Boucle d'or" - pas trop chaudes, pas trop cool, et par dessus tout, pas trop violent pour héberger des planètes favorables à la vie.

Parce que notre soleil nourrit la vie sur Terre depuis près de 4 milliards d'années, la sagesse conventionnelle suggérerait que des étoiles comme celle-ci seraient des candidats de choix dans la recherche d'autres mondes potentiellement habitables. En réalité, des étoiles légèrement plus fraîches et moins lumineuses que notre soleil, classés comme nains K, sont les véritables "étoiles de Boucle d'or, " a déclaré Edward Guinan de l'Université de Villanova, Villanova, Pennsylvanie. "Les étoiles naines K sont dans le 'endroit idéal, ' avec des propriétés intermédiaires entre les plus rares, plus lumineux, mais les étoiles de type solaire à durée de vie plus courte (étoiles G) et les étoiles naines rouges plus nombreuses (étoiles M). Les étoiles K, surtout les plus chauds, avoir le meilleur des mondes. Si vous recherchez des planètes habitables, l'abondance d'étoiles K augmente vos chances de trouver la vie."

Pour commencer, il y a trois fois plus de naines K dans notre galaxie que d'étoiles comme notre soleil. Environ 1, Les étoiles 000 K se trouvent à moins de 100 années-lumière de notre soleil en tant que candidats de choix pour l'exploration. Ces naines dites oranges vivent de 15 à 45 milliards d'années. Par contre, notre soleil, maintenant déjà à mi-chemin de sa vie, ne dure que 10 milliards d'années. Son taux d'évolution stellaire relativement rapide laissera la Terre en grande partie inhabitable dans seulement 1 ou 2 milliards d'années. "Les étoiles de type solaire limitent la durée pendant laquelle l'atmosphère d'une planète peut rester stable, " Dit Guinan. C'est parce que dans un milliard d'années environ, La Terre orbitera à l'intérieur du bord (intérieur) le plus chaud de la zone habitable du soleil, qui se déplace vers l'extérieur à mesure que le soleil devient plus chaud et plus brillant. Par conséquent, la Terre sera desséchée en perdant son atmosphère et ses océans actuels. À l'âge de 9 milliards d'années, le soleil aura gonflé pour devenir une géante rouge qui pourrait engloutir la Terre.

Malgré leur petite taille, les étoiles naines rouges encore plus abondantes, également connu sous le nom d'étoiles naines M, ont une durée de vie encore plus longue et semblent hostiles à la vie telle que nous la connaissons. Les planètes situées dans la zone habitable relativement étroite d'une naine rouge, qui est très proche de l'étoile, sont exposés à des niveaux extrêmes de rayons X et ultraviolets (UV), qui peut être jusqu'à des centaines de milliers de fois plus intense que ce que la Terre reçoit du soleil. Un feu d'artifice implacable de fusées éclairantes et d'éjections de masse coronale bombarde les planètes avec un souffle de dragon de plasma bouillonnant et des pluies de particules pénétrantes à haute énergie. Les planètes naines rouges de la zone habitable peuvent être cuites à sec et leur atmosphère détruite très tôt dans leur vie. Cela pourrait probablement empêcher les planètes d'évoluer pour être plus hospitalières quelques milliards d'années après la disparition des explosions de naines rouges. "Nous ne sommes plus aussi optimistes quant aux chances de trouver une vie avancée autour de nombreuses étoiles M, " a déclaré Guinan.

Les nains K n'ont pas de champs magnétiques intensément actifs qui alimentent de fortes émissions de rayons X et UV et des explosions énergétiques, et donc ils tirent des fusées éclairantes beaucoup moins fréquemment, basé sur les recherches de Guinan. Les planètes qui les accompagnent obtiendraient environ 1/100e de rayonnement X mortel en orbite autour des zones habitables proches des étoiles M magnétiquement actives.

Dans un programme appelé le projet "GoldiloKs", Guinan et son collègue de Villanova Scott Engle, travaillent avec des étudiants de premier cycle pour mesurer l'âge, taux de rotation, et le rayonnement X et ultraviolet lointain dans un échantillonnage d'étoiles G et K pour la plupart froides. Ils utilisent le télescope spatial Hubble de la NASA, Observatoire de rayons X Chandra, et le satellite XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne pour leurs observations. Les observations sensibles à la lumière ultraviolette de Hubble du rayonnement de l'hydrogène ont été utilisées pour évaluer le rayonnement d'un échantillon d'environ 20 naines oranges. "Hubble est le seul télescope qui peut faire ce genre d'observation, " a déclaré Guinan.

Guinan et Engle ont découvert que les niveaux de rayonnement étaient beaucoup plus bénins pour les planètes qui les accompagnaient que ceux trouvés autour des naines rouges. Les étoiles K ont également des durées de vie plus longues et donc une migration plus lente de la zone habitable. Par conséquent, Les nains K semblent être l'endroit idéal pour partir à la recherche de la vie, et ces étoiles laisseraient le temps à la vie hautement évoluée de se développer sur les planètes. Pendant toute la durée de vie du soleil (10 milliards d'années), les étoiles K n'augmentent leur luminosité que d'environ 10 à 15 %, donnant à l'évolution biologique un laps de temps beaucoup plus long pour faire évoluer des formes de vie avancées que sur Terre.

Guinan et Engle ont examiné certaines des étoiles K les plus intéressantes hébergeant des planètes, dont Kepler-442, Tau Ceti, et Epsilon Eridani. (Ces deux derniers ont été les premières cibles du projet Ozma de la fin des années 1950, la première tentative de détection des transmissions radio des civilisations extraterrestres.)

"Kepler-442 est remarquable en ce que cette étoile (classification spectrale, K5) héberge ce qui est considéré comme l'une des meilleures planètes de Boucle d'or, Kepler-442b, une planète rocheuse qui est un peu plus de deux fois la masse de la Terre. Le système Kepler-442 est donc une planète Boucle d'or hébergée par une étoile Boucle d'or !", a déclaré Guinan.

Au cours des 30 dernières années, Guinan et Engle et leurs étudiants ont observé une variété de types d'étoiles. Sur la base de leurs études, les chercheurs ont déterminé des relations entre l'âge stellaire, taux de rotation, Émissions de rayons X-UV et activité de flare. Ces données ont été utilisées pour étudier les effets des rayonnements à haute énergie sur les atmosphères des planètes et la vie possible.

Les résultats sont présentés à la 235e réunion de l'American Astronomical Society à Honolulu, Hawaii.