Une nouvelle méthode scientifique identifie les planètes habitables en comparant les niveaux de CO2 atmosphériques, suggérant qu’un CO2 plus faible indique la présence d’eau liquide et de vie potentielle. Ces recherches révolutionnaires, applicables avec les télescopes actuels, offrent de nouvelles perspectives dans la recherche de la vie au-delà de la Terre. Crédit : Issues.fr.com
Les scientifiques découvrent une nouvelle façon d’identifier l’eau liquide sur les exoplanètes.
Les niveaux de CO2 atmosphériques sont la clé pour trouver des planètes habitables et potentiellement la vie elle-même.
Les scientifiques ont mis au point une nouvelle façon d’identifier les planètes habitables et les planètes potentiellement habitées, en comparant la quantité de dioxyde de carbone présente dans leur atmosphère à celle des planètes voisines.
Une équipe internationale de chercheurs du Université de Birmingham (Royaume-Uni), le Massachusetts Institute of Technology (MIT) (États-Unis), et ailleurs, ont montré que si une planète a une quantité réduite de CO2 dans son atmosphère par rapport aux planètes voisines, cela suggère qu’il y a de l’eau liquide à la surface de cette planète. La baisse du CO2 niveaux implique que le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère de la planète est dissous dans un océan ou séquestré par une biomasse à l’échelle planétaire.
La recherche a été publiée le 28 décembre 2023 dans Astronomie naturelle.
La science derrière la découverte
L’habitabilité est un concept astronomique théorique qui signifie qu’un corps céleste est capable d’héberger et de retenir de l’eau liquide à sa surface. Les planètes trop proches de leur étoile sont trop chaudes (comme Vénus), ceux qui sont trop loin, sont trop froids (comme Mars), alors que les planètes dans la « zone habitable » conviennent parfaitement. La zone habitable est parfois appelée la zone Boucle d’or.
« Il est assez simple de mesurer la quantité de dioxyde de carbone présente dans l’atmosphère d’une planète. En effet, le CO2 est un puissant absorbeur dans l’infrarouge, cette même propriété étant à l’origine de l’augmentation actuelle des températures mondiales ici sur Terre. En comparant la quantité de CO2 dans l’atmosphère de différentes planètes, nous pouvons utiliser cette nouvelle signature d’habitabilité pour identifier les planètes dotées d’océans, ce qui les rend plus susceptibles de supporter la vie.
— Professeur Amaury Triaud, Université de Birmingham
Une percée dans la recherche sur les exoplanètes
Les chercheurs ont conçu une nouvelle « signature d’habitabilité » grâce à laquelle ils peuvent déterminer si une planète possède effectivement de l’eau liquide. Avant cela, la méthode la plus proche pour identifier un liquide sur une surface planétaire consistait à utiliser son reflet, la façon dont la lumière des étoiles se reflète sur l’eau. Cependant, cette signature est beaucoup trop faible pour être détectée par les observatoires actuels, alors que la nouvelle méthode peut être appliquée avec les installations actuelles.
Amaury Triaud, professeur d’exoplanétologie à l’Université de Birmingham, qui a co-dirigé l’étude, a déclaré : « Il est assez facile de mesurer la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une planète. C’est parce que le CO2 est un puissant absorbeur d’infrarouge, cette même propriété étant à l’origine de l’augmentation actuelle des températures mondiales ici sur Terre. En comparant la quantité de CO2 dans l’atmosphère de différentes planètes, nous pouvons utiliser cette nouvelle signature d’habitabilité pour identifier les planètes dotées d’océans, ce qui les rend plus susceptibles de supporter la vie.
« Par exemple, nous savons qu’au départ, l’atmosphère terrestre était principalement composée de CO2mais ensuite le carbone s’est dissous dans l’océan et a rendu la planète capable de supporter la vie pendant environ quatre milliards d’années.
En plus de développer une nouvelle façon d’identifier les planètes habitables, la recherche peut être utilisée pour révéler davantage d’informations sur les points de bascule environnementaux.
Amaury Triaud poursuit : « En examinant les niveaux de CO2 dans l’atmosphère d’autres planètes, nous pouvons mesurer empiriquement l’habitabilité et la comparer à nos attentes théoriques. Cela permet de comprendre le contexte de la crise climatique à laquelle nous sommes confrontés sur Terre et de déterminer à quel point les niveaux de carbone rendent une planète inhabitable. Par exemple, Vénus et la Terre se ressemblent incroyablement, mais il y a un niveau très élevé de carbone dans l’atmosphère de Vénus. Il y a peut-être eu un point de bascule climatique passé qui a rendu Vénus devenue inhabitable.
La nouvelle méthode n’est pas seulement une signature d’habitabilité, mais elle peut également servir de biosignature, puisque la biologie capte également le dioxyde de carbone.
Implications pour la détection de la vie au-delà de la Terre
Le Dr Julien de Wit, professeur adjoint de sciences planétaires au MIT et co-responsable de l’étude explique : « La vie sur Terre représente 20 % de la quantité totale de CO capturé.2, le reste étant principalement absorbé par les océans. Sur une autre planète, ce nombre pourrait être bien plus élevé. L’un des signes révélateurs de la consommation de carbone par la biologie est l’émission d’oxygène. L’oxygène peut se transformer en ozone, et il s’avère que l’ozone a une signature détectable juste à côté du CO2. Ainsi, l’observation simultanée du dioxyde de carbone et de l’ozone peut nous renseigner sur l’habitabilité, mais aussi sur la présence de vie sur cette planète.
Un élément important de la nouvelle étude est que ces signatures sont détectables avec les télescopes actuels. Julien de Wit conclut : « Malgré de nombreux espoirs initiaux, la plupart de nos collègues étaient finalement parvenus à la conclusion que les grands télescopes comme le télescope spatial James Webb ne seraient pas capables de détecter la vie sur les exoplanètes. Notre travail apporte un nouvel espoir. En exploitant la signature du dioxyde de carbone, nous pouvons non seulement déduire la présence d’eau liquide sur une planète lointaine, mais cela ouvre également une voie pour identifier la vie elle-même.
La prochaine étape pour l’équipe de recherche consiste à détecter la composition atmosphérique en dioxyde de carbone d’une série d’exoplanètes, à identifier celles qui ont des océans à leur surface et à prioriser les observations ultérieures sur celles qui pourraient abriter la vie.
