Les scientifiques ont élargi notre compréhension des planètes potentiellement habitables en orbite autour d'étoiles lointaines en incluant une composante climatique critique :la présence de poussière en suspension dans l'air.

Les chercheurs suggèrent que les planètes avec une importante poussière en suspension dans l'air - similaire au monde décrit dans la Dune de science-fiction classique - pourraient être habitables sur une plus grande distance de leur étoile mère, augmentant ainsi la fenêtre pour les planètes capables de soutenir la vie.

L'équipe de l'Université d'Exeter, le Met Office et l'Université d'East Anglia (UEA) ont isolé trois principaux impacts de la poussière.

Des planètes en orbite près d'étoiles plus petites et plus froides que le Soleil, les soi-disant M—nains, sont susceptibles d'exister dans des états d'orbite de rotation synchronisés, résultant en des côtés jour et nuit permanents.

Les chercheurs ont découvert que la poussière refroidit le côté jour plus chaud mais réchauffe également le côté nuit, élargir effectivement la "zone habitable" de la planète, la gamme de distances de l'étoile où l'eau de surface pourrait exister. La détection et la caractérisation des planètes lointaines potentiellement habitables sont actuellement les plus efficaces pour ces types de mondes.

Les résultats, publié aujourd'hui dans Communication Nature , montrent aussi que pour les planètes en général, le refroidissement par les poussières en suspension dans l'air pourrait jouer un rôle important en bordure intérieure de cette zone habitable, où il fait si chaud que les planètes pourraient perdre leur eau de surface et devenir habitables, dans un scénario qui se serait produit sur Vénus.

Alors que l'eau disparaît de la planète et que ses océans rétrécissent, la quantité de poussière dans l'atmosphère peut augmenter et, par conséquent, refroidir la planète. Ce processus est une rétroaction climatique dite négative, retarder la perte d'eau de la planète.

Surtout, la recherche suggère également que la présence de poussière doit être prise en compte dans la recherche de biomarqueurs clés indicatifs de la vie, tels que la présence de méthane, car cela peut obscurcir leurs signatures comme observé par les astronomes.

Les experts suggèrent que ces résultats signifient que les exoplanètes doivent être examinées très attentivement avant d'être potentiellement rejetées dans la recherche de mondes éloignés habitables.

Dr Ian Boutle, L'auteur principal de l'étude et conjointement du Met Office et de l'Université d'Exeter a déclaré :" Sur Terre et sur Mars, les tempêtes de poussière ont à la fois des effets de refroidissement et de réchauffement sur la surface, l'effet de refroidissement l'emportant généralement. Mais ces planètes en « orbite synchronisée » sont très différentes. Ici, les côtés obscurs de ces planètes sont dans la nuit perpétuelle, et l'effet de réchauffement l'emporte, tandis que le jour, l'effet de refroidissement l'emporte. L'effet est de modérer les températures extrêmes, rendant ainsi la planète plus habitable."

La présence de poussières minérales est connue pour jouer un rôle important dans le climat, tant au niveau régional que sur Terre et au niveau mondial, comme vécu sur Mars.

L'équipe de recherche a effectué une série de simulations d'exoplanètes terrestres ou de la taille de la Terre, en utilisant des modèles climatiques de pointe, et a montré pour la première fois que la poussière minérale naturelle aura un impact significatif sur la capacité des exoplanètes à soutenir la vie.

Le professeur Manoj Joshi de l'UEA a déclaré que cette étude montre à nouveau comment la possibilité que des exoplanètes soutiennent la vie dépend non seulement de l'irradiance stellaire - ou de la quantité d'énergie lumineuse de l'étoile la plus proche - mais également de la composition atmosphérique de la planète. "La poussière en suspension dans l'air est quelque chose qui pourrait garder les planètes habitables, mais obscurcit également notre capacité à trouver des signes de vie sur ces planètes. Ces effets doivent être pris en compte dans les recherches futures. »

Le projet de recherche comprenait une partie d'un projet de premier cycle de Duncan Lyster, qui figure sur la liste des auteurs de l'article. Duncan, qui dirige maintenant sa propre entreprise de fabrication de planches de surf a ajouté :« C'est passionnant de voir les résultats de la recherche pratique de ma dernière année d'études porter leurs fruits. Je travaillais sur un projet fascinant de simulation d'atmosphère d'exoplanètes, et j'ai eu la chance de faire partie d'un groupe qui pouvait l'amener au niveau de la recherche de classe mondiale."

La quête pour identifier des planètes habitables bien au-delà de notre système solaire fait partie intégrante des missions spatiales actuelles et futures, beaucoup se sont concentrés sur la réponse à la question de savoir si nous sommes seuls.

Nathan Mayne, de l'Université d'Exeter, qui, avec un co-auteur, a pu travailler sur ce projet grâce au financement du Science and Technology Facilities Council (STFC) a ajouté :« Une telle recherche n'est possible qu'en croisant les disciplines et en combinant l'excellente compréhension et les techniques développées pour étudier le climat de notre planète, avec une astrophysique de pointe.

"Pour pouvoir impliquer les étudiants de premier cycle en physique dans ce projet, et autres projets, fournit également une excellente opportunité pour ceux qui étudient avec nous de développer directement les compétences nécessaires dans de tels projets techniques et collaboratifs."