Pour la recherche de la vie extraterrestre, les astronomes se focalisent sur une bande orbitale précise autour des étoiles, où les températures autorisent l'eau à demeurer liquide en surface. Cette approche a guidé l'étude des exoplanètes, mais une nouvelle conception se dessine aujourd'hui, élargissant considérablement le panorama.
Une recherche récemment parue dans
The Astrophysical Journal propose de réviser en profondeur ces frontières conventionnelles. L'astrophysicien Amri Wandel et son équipe ont employé des modèles climatiques pour examiner comment la chaleur se distribue sur des planètes aux conditions extrêmes. Leurs calculs révèlent que la présence d'eau liquide ne repose pas uniquement sur la distance à l'étoile, mais aussi sur des mécanismes internes ou atmosphériques capables de réchauffer des zones jusqu'alors jugées inhospitalières.
Prenons l'exemple des planètes en rotation synchrone, qui présentent toujours la même face à leur étoile. Un hémisphère est en perpétuel jour, l'autre dans une nuit éternelle. On imaginait ces mondes trop chauds d'un côté et trop froids de l'autre pour abriter de l'eau liquide. Pourtant, les modèles indiquent que la chaleur accumulée du côté jour peut être transportée par l'atmosphère vers le côté nuit.
Cela permettrait de maintenir localement des températures au-dessus de zéro, et donc de l'eau à l'état liquide, même sur des planètes orbitant très près de leur étoile.
De même, des planètes situées bien au-delà de la zone habitable classique, où il fait trop froid pour de l'eau de surface, pourraient cacher des réservoirs liquides sous d'épaisses couches de glace. La chaleur interne de ces mondes ou la fonte à la base des calottes glaciaires pourraient créer des lacs sous la surface gelée.
Ces environnements isolés offriraient des conditions stables, à l'abri des rayonnements stellaires, et multiplieraient le nombre de candidats potentiels pour héberger des formes de vie.
Cette vision élargie reçoit un écho intéressant avec les dernières observations du télescope spatial James Webb. Celui-ci a détecté de la vapeur d'eau dans l'atmosphère de certaines exoplanètes chaudes en orbite autour de naines rouges, des mondes que les anciens modèles plaçaient pourtant hors de la zone habitable. Ces découvertes confortent l'idée que l'eau peut persister dans des conditions que l'on jugeait auparavant trop extrêmes.
La zone habitable traditionnelle est représentée par la bande orange. Les ellipses montrent les extensions possibles de cette zone selon la nouvelle étude, en fonction de la distance à l'étoile et de son type.
Crédit: Amri Wandel
En repensant les critères de la zone habitable, cette étude encourage donc à élargir le champ des investigations. Des mondes autrefois écartés pourraient finalement mériter un examen attentif. Cela n'assure pas la présence de vie, mais signifie que les endroits où la rechercher sont probablement beaucoup plus nombreux qu'on ne le croyait.
Les océans sous-glaciaires dans le Système solaire et au-delà
Le principe selon lequel de l'eau liquide puisse exister sous une épaisse couche de glace trouve des illustrations dans notre propre Système solaire. Des lunes comme Europe, autour de Jupiter, ou Encelade, autour de Saturne, en sont des exemples marquants. La chaleur produite par les forces de marée, dues à l'attraction gravitationnelle de la planète géante autour de laquelle elles orbitent, maintient leurs océans intérieurs à l'état liquide sous une croûte de glace.
Ce mécanisme peut concerner de nombreuses exoplanètes froides situées loin de leur étoile. Même si la surface est gelée, la chaleur interne provenant de la formation de la planète ou de la désintégration d'éléments radioactifs dans son noyau peut suffire à faire fondre la glace en profondeur. Il pourrait ainsi se former de vastes réservoirs d'eau liquide, isolés de l'environnement stellaire extérieur.
Ces océans sous-glaciaires représentent des milieux potentiellement stables sur de très longues périodes. Protégés des rayonnements stellaires nocifs et des variations extrêmes de température, ils pourraient même abriter, près d'éventuels évents hydrothermaux, les conditions propices à l'apparition de réactions biologiques.
La recherche de tels mondes repose sur des techniques indirectes, comme l'analyse de la composition en surface. La détection de geysers de vapeur d'eau, similaires à ceux observés sur Encelade, constituerait ainsi un indice majeur de la présence d'un tel océan caché sur une exoplanète lointaine.