Le télescope spatial James Webb est capable de fouiller les atmosphères «carbonées » des exoplanètes à la recherche de vie extraterrestre. « Nous avons un moyen de savoir s’il y a de l’eau liquide sur une autre planète. Et nous pouvons y parvenir dans les prochaines années.»
Une équipe de chercheurs, comprenant des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l’Université de Birmingham, suggère que si les mondes rocheux comme la Terre, en dehors du système solaire, ont moins de dioxyde de carbone dans leur atmosphère que les autres planètes du même système, cela peut être un signe qu’ils contiennent de l’eau liquide. Et comme nous le savons grâce à la formation de la vie sur notre planète et aux conditions nécessaires à son maintien, la présence d’eau liquide est un indicateur clé de l’habitabilité potentielle.
Alors que la recherche de composants chimiques clés indiquant l’habitabilité des exoplanètes n’est qu’à la portée de la technologie actuelle, l’appauvrissement du dioxyde de carbone est une signature que JWST est désormais sur le point de détecter.
Le télescope spatial James Webb est un observatoire infrarouge en orbite. Le plus grand télescope spatial doté du plus grand miroir jamais lancé par l’humanité. Initialement appelé « télescope spatial de nouvelle génération ». Lancement : 25 décembre 2021.
Les astronomes ont découvert que des composés organiques complexes sont présents même dans les galaxies les plus anciennes de l’Univers. Les scientifiques ont fait cette découverte en étudiant les données collectées par le télescope James Webb en orbite lors des observations de la galaxie SPT0418-47, située dans la constellation des Heures et à environ 12 milliards d’années-lumière de la Terre.
Au 6 décembre 2021, il y avait 59 exoplanètes confirmées dans le catalogue des exoplanètes habitables. A titre de comparaison, la Terre et 3 autres planètes telluriques du système solaire ont été ajoutées à la liste.
Le niveau de base de vitalité est un paramètre qui détermine l’adéquation hydrothermique du climat de la planète à l’existence de producteurs terrestres (végétation). Le paramètre prend une valeur comprise entre 0 et 1, où « 1 » représente les conditions de vie les plus appropriées et est fonction de la température de surface et de l’humidité relative. La valeur « 1 » est attribuée aux planètes dont la température moyenne de surface est de 25 °C, ce qui est la plus optimale pour la plupart des espèces végétales ; « 0 » – planètes avec des températures supérieures à 50 °C et inférieures à 0 °C. Pour les exoplanètes, seule la composante température est utilisée et on suppose que de l’eau est présente sur la planète.
La distance à la zone habitable est un paramètre qui détermine la distance de la planète au centre de la zone habitable de l’étoile mère. Les planètes dans la zone habitable ont des valeurs de -1 à +1, où « 0 » désigne le centre de la zone habitable, et -1 et +1 indiquent ses bords intérieurs et extérieurs. La distance à la zone habitable est fonction de la luminosité de l’étoile, de sa température et de la distance à la planète.
La composition de la zone habitable est un paramètre qui détermine la composition globale de l’exoplanète. Les valeurs proches de 0 indiquent des corps constitués d’un mélange de fer, de pierre et d’eau. Les valeurs inférieures à −1 indiquent des corps composés principalement de fer, et les valeurs supérieures à +1 indiquent des corps composés principalement de gaz. HZC dépend de la masse et du rayon.
L’atmosphère de la zone habitable est un paramètre caractérisant la capacité d’une exoplanète à maintenir une atmosphère. Les valeurs inférieures à −1 indiquent des corps avec peu ou pas d’atmosphère. Les valeurs supérieures à +1 indiquent des corps avec une atmosphère dense d’hydrogène (géantes gazeuses, par exemple). Les valeurs comprises entre −1 et +1 sont susceptibles d’avoir une atmosphère propice à la vie, mais 0 n’indique pas nécessairement des conditions idéales. HZA dépend de la masse, du rayon, de l’orbite de la planète et de la luminosité de l’étoile.
La classe planétaire est un paramètre caractérisant les corps planétaires comme une combinaison de trois classes de température et de sept catégories de masse. La classe de température dépend de la position de la planète par rapport à la zone habitable et peut être de trois types : chaude, chaude et froide (chaude correspond à la zone habitable). La catégorie de masse est divisée selon les types suivants : astéroïde, mercure, mini-Terre, terre, super-Terre, Neptune et Jupiter. La classification peut être appliquée aux exoplanètes (y compris les satellites), ainsi qu’à toutes les planètes du système solaire.
La classe d’habitabilité est un paramètre qui est une classification des mondes habitables uniquement (planètes semblables à la Terre dans la zone habitable) et comprend cinq catégories de température :
– hypopsychroplanètes (classe hP, planètes très froides) – température de −50 °C et moins ;
– psychroplanètes (classe P, planètes froides) – température de −50 à 0 °C ;
– mésoplanètes (classe M, planètes à températures modérées, une mésoplanète typique est la Terre) – température de 0 à 50°C ;
– thermoplanètes (classe T, planètes chaudes) – température de 50 à 100 °C ;
– hyperthermoplanètes (classe hT, planètes très chaudes) – températures de 100 °C et plus.
Cette méthode de dénomination a été empruntée à la microbiologie, où elle est utilisée pour classer les micro-organismes en fonction de la température favorable à leur croissance. La classe M comprend les planètes dont la température de surface est comprise entre 0 et 50 °C, adaptées au support de formes de vie complexes. D’autres classes impliquent des conditions adaptées uniquement aux extrémophiles. La classe universelle NH est utilisée pour désigner les planètes inhabitables.
Il existe également une variété d’exoplanètes terrestres :
– Super Terre.
Une super-Terre (ou super-Terre) est une classe de planètes dont la masse est supérieure à celle de la Terre mais inférieure à la masse de Neptune. Des planètes de ce type ont été découvertes relativement récemment autour d’autres étoiles. Les super-Terres ont des masses relativement petites et sont difficiles à détecter par spectroscopie Doppler. Des super-Terres ont été découvertes dans un système planétaire sur trois découvert par le télescope Kepler, ce qui a amené les scientifiques à spéculer sur les raisons de leur absence du système solaire. Ce terme n’implique aucune caractéristique spécifique, telle que la température de surface, la composition, les paramètres orbitaux, l’habitabilité ou la présence de certains écosystèmes. La frontière entre les super-Terres et les géantes gazeuses est floue et est estimée à environ 10 masses terrestres.
– Méga-Terre.
La méga-Terre est une exoplanète terrestre massive qui fait au moins dix fois la masse de la Terre. Les méga-Terres sont nettement plus massives que les super-Terres. Le terme méga-Terre a été inventé pour la première fois en 2014, suite à la découverte de l’exoplanète Kepler-10 c, avec une masse comparable à celle de Neptune et une densité nettement supérieure à celle de la Terre.
– Mini-Terre.
La Mini-Terre est une planète nettement moins massive que la Terre et Vénus. Dans le système solaire, ce type de planètes comprend Mars et Mercure. Les planètes de ce type sont presque impossibles à détecter à l’aide de la méthode de la vitesse radiale en raison de leur faible masse, et la méthode du transit est donc actuellement la plus efficace.
– Planète-océan.
Une planète océan est un type de planète composée principalement de glace, de roches et de métaux (dans des proportions à peu près égales en masse pour simplifier le modèle). En fonction de la distance à l’étoile mère, elles peuvent être entièrement recouvertes par un océan d’eau liquide jusqu’à 100 km de profondeur (la valeur exacte dépend du rayon de la planète), à plus grande profondeur la pression devient si grande que l’eau peut n’existe plus à l’état liquide et se solidifie, formant de telles modifications de glace, comme la glace V, VI, VII, X et autres. Jusqu’à présent, une seule de ces planètes a été découverte – GJ 1214 b.
– Planète chthonienne.
Une planète chthonienne ou Jupiter qui a perdu son enveloppe gazeuse est une classe hypothétique d’exoplanètes formées à partir d’une géante gazeuse à la suite de l’évaporation des gaz de son atmosphère. Une telle volatilisation se produit sur les Jupiters chauds en raison de leur extrême proximité avec l’étoile – la planète perd progressivement son atmosphère. En conséquence, il ne reste plus qu’un petit noyau rocheux ou métallique de la géante gazeuse et la planète devient une planète tellurique. Un exemple de planète perdant son enveloppe gazeuse est HD 209458 b (Osiris).
– Une planète sans nucléaire.
Une planète dénucléarisée est un type hypothétique de planète tellurique dont les représentants sont totalement dépourvus de noyau métallique. La planète entière (ou sa partie solide) dans ce cas, par défaut, n’est constituée que d’un immense manteau. Puisqu’une planète dénucléarisée n’a pas de noyau, elle n’aura pas non plus de champ magnétique. De plus, il devrait contenir un peu plus de noyau. Mais au stade actuel de la recherche sur les exoplanètes, il est impossible de faire la distinction entre les planètes dénucléarisées et celles contenant un noyau.
– Planète de fer.
Une planète de fer est un type d’exoplanète terrestre constituée principalement d’un noyau riche en fer suivi d’une fine couche de manteau, voire d’aucun manteau. Le corps astronomique de ce type le plus similaire dans le système solaire est Mercure, mais il est probable que de plus grandes exoplanètes de fer existent dans l’Univers.
– Planète carbone.
Une planète carbonée est un type théorique d’exoplanète semblable à la Terre, prédit par l’astrophysicien américain Mark Kuechner. La condition pour la formation de planètes de ce type est une teneur élevée en carbone dans le disque protoplanétaire et une faible teneur en oxygène. En termes de propriétés chimiques, une telle planète sera très différente des planètes telluriques telles que la Terre, Mars et Vénus, qui sont construites principalement à base de silicium et d’oxygène et ne contiennent pas beaucoup de carbone dans leur composition.
– Une planète recouverte de lave.
Une planète de lave est un type hypothétique d’exoplanète semblable à la Terre dont la surface est partiellement ou entièrement recouverte de lave en fusion. Une telle planète peut exister si elle est située très près de son étoile mère et/ou si elle est constamment chauffée par les forces de marée. De plus, toute planète tellurique peut temporairement passer à l’état de planète de lave si elle a récemment subi une collision avec un autre grand objet spatial et si sa surface ne s’est pas encore refroidie.
– Planète désertique.
Planète désertique – Une planète avec un biome principal, ayant un climat principalement désertique avec peu ou pas de précipitations naturelles. Mars est une planète désertique typique. De nombreuses planètes telluriques seraient considérées comme des planètes désertiques selon cette définition. Cependant, le terme est souvent utilisé pour désigner les planètes désertiques qui conservent la possibilité de la vie.
– Planète orpheline (rocheuse).
Une planète orpheline (d’autres noms possibles incluent planète voyou, planemo, planète vagabonde, planète interstellaire, planète flottante, planète volante, quasi-planète ou planète solitaire) est un objet interstellaire qui a une masse comparable à celle d’une planète et est de forme sphérique et est essentiellement une planète, mais elle n’est liée gravitationnellement à aucune étoile, naine brune ou autre planète (bien qu’elle puisse avoir des satellites). Si une telle planète est située dans une galaxie, elle orbite directement autour du noyau galactique (la période orbitale est généralement très longue). Sinon, nous parlons d’une planète intergalactique, et la planète ne tourne autour de rien.
– Super-Io.
Super-Io est une classe proposée d’exoplanètes semblables à la Terre avec une activité volcanique accrue. La surface de ces planètes change constamment en raison de la matière éjectée par les volcans, ce qui rappelle l’une des quatre lunes galiléennes de Jupiter, Io, en raison de la grande quantité de soufre à la surface, associée à un volcanisme actif continu. Cette similitude explique pourquoi la classe des exoplanètes tire son nom.
– Super Vénus
Super-Vénus est une classe proposée d’exoplanètes semblables à la Terre avec une atmosphère de serre dense. Son champ magnétique est faible. Dans ce cas, la vapeur d’eau (divisée en éléments chimiques individuels par le rayonnement solaire) est emportée par le vent solaire dans l’espace interplanétaire. Il a été établi que l’atmosphère de la planète Vénus perd encore de l’hydrogène et de l’oxygène. Sans beaucoup d’eau sur la planète, son atmosphère devient saturée de dioxyde de carbone. Il y a des millions d’années, l’atmosphère terrestre était également abondamment saturée de dioxyde de carbone libéré par les entrailles de la Terre lors des éruptions volcaniques. Mais avec l’apparition des plantes sur Terre, le dioxyde de carbone est devenu de plus en plus lié, car il était utilisé pour former de la matière végétale (puis enfoui sous forme de charbon et de calcaire). La teneur élevée en dioxyde de carbone libre dans l’atmosphère de Vénus indique apparemment qu’il n’y a jamais eu de vie organique semblable à celle sur Terre.
