La désintégration radioactive pourrait fournir suffisamment de chaleur pour maintenir la vie sur des mondes lointains sans étoile proche. Sur Terre, la vie s'est développée et a évolué autour de la chaleur radioactive des éléments lourds à l'intérieur de la Terre, profondément sous sa surface. L’énergie libérée par la désintégration radioactive est connue pour produire de la chaleur, qui entretient les écosystèmes hydrothermaux qui prospèrent sur les fonds marins. Cependant, la possibilité que la chaleur issue de la désintégration radioactive puisse favoriser la vie extraterrestre au-delà de notre planète reste inexplorée. À l’aide de modèles informatiques tridimensionnels à haute résolution, les chercheurs ont maintenant évalué l’habitabilité potentielle de mondes de la taille de la Terre qui ne disposent que de la désintégration radioactive d’éléments lourds pour les maintenir au chaud. Les chercheurs ont identifié quatre scénarios impliquant différentes compositions qui soutiennent l'eau liquide à la surface de ces mondes radioactifs. Leurs résultats ont été récemment publiés dans la célèbre revue Nature Astronomy.

La désintégration radioactive comme source d'énergie alternative

Les étoiles comme notre Soleil sont de puissantes sources d’énergie qui stimulent la vie sur Terre. Alors que la plupart des explorations d’exoplanètes habitables se sont concentrées sur des planètes en orbite autour d’étoiles similaires à la nôtre, l’immensité de l’univers suggère qu’il pourrait y avoir des planètes situées dans des environnements dépourvus d’étoiles. Dans de tels scénarios, d’autres sources d’énergie potentielles sont nécessaires pour maintenir l’eau liquide à leur surface.

Les éléments radioactifs comme l'uranium, le thorium et le potassium produisent de la chaleur par désintégration radioactive. Sur Terre, ces éléments contribuent de manière significative à la chaleur interne qui propulse l’activité géothermique, comme les geysers, les sources chaudes et les sources hydrothermales des grands fonds. Les chercheurs à l’origine de cette étude ont étudié la possibilité que la désintégration radioactive fournisse suffisamment de chaleur pour maintenir l’eau liquide sur les planètes sans étoiles.

Les modèles informatiques simulent des scénarios habitables

Pour étudier cette possibilité, l’équipe de recherche a utilisé des modèles informatiques tridimensionnels sophistiqués. Ils ont simulé une variété de planètes rocheuses avec différentes compositions et structures intérieures. On supposait que chaque planète tournait autour d’une étoile lointaine qui ne fournissait pas suffisamment de chaleur pour entretenir à elle seule l’eau liquide.

Les modèles ont révélé quatre scénarios distincts dans lesquels la désintégration radioactive des éléments lourds était capable de maintenir les températures de surface des planètes au-dessus du point de congélation et potentiellement de supporter de l'eau liquide. Ces scénarios comprenaient :

1. Planètes riches en eau :Les mondes rocheux dotés de masses d'eau abondantes auraient probablement des quantités importantes d'éléments radioactifs dissous dans leurs océans. Le réchauffement radioactif résultant de la désintégration de ces éléments dissous contribuerait à la chaleur globale de la planète.

2. Planètes riches en fer :La présence de fer dans le noyau d'une planète peut augmenter la production de chaleur issue de la désintégration radioactive. La propension du fer à conduire efficacement la chaleur contribue en outre à la dispersion de la chaleur sur toute la planète.

3. Planètes à croûte mince :Les planètes avec moins de croûte ou une croûte plus fine connaîtraient une isolation réduite, permettant à la chaleur de la désintégration radioactive à l'intérieur de leur intérieur d'atteindre plus facilement la surface.

4. Planètes semblables à la Terre :Les mondes rocheux avec des compositions et des structures intérieures similaires à celles de la Terre ont également démontré leur capacité à supporter de l'eau liquide par désintégration radioactive.

L'auteur principal de l'étude, le professeur Stephen Mojzsis de l'Université du Colorado à Boulder, a souligné l'importance d'envisager des sources d'énergie alternatives au-delà des étoiles pour maintenir la vie. "Nos résultats suggèrent que des environnements habitables pourraient apparaître dans des endroits que nous ne pensions pas possibles auparavant", a-t-il expliqué. "Cela élargit la gamme d'environnements dans lesquels nous devrions rechercher des signatures de vie au-delà de la Terre."

Implications pour l'exploration des exoplanètes

L’équipe a conclu que les scénarios identifiés élargissent la diversité des environnements habitables que nous devrions prendre en compte lors de l’exploration d’exoplanètes habitables. À mesure que les techniques de détection des exoplanètes progressent rapidement et que de nouveaux télescopes sont mis en ligne, la découverte de planètes ou de lunes semblables à la Terre, avec de l'eau, des noyaux riches en fer, des croûtes minces ou des compositions favorables, devient plus réalisable. La découverte de tels mondes justifierait un examen plus approfondi pour rechercher des signes de vie, même s'ils sont situés dans des régions reculées de l'espace, sans la chaleur d'une étoile proche.

Les résultats de cette étude offrent une nouvelle perspective sur la chasse à la vie extraterrestre, encourageant les chercheurs à envisager des sources d’énergie alternatives et à élargir leurs paramètres de recherche lorsqu’ils envisagent le potentiel de vie au-delà de la Terre.