Et si la vie extraterrestre se cachait dans des endroits que nous avions totalement écartés ? Pendant des décennies, les astronomes ont focalisé leurs recherches sur une bande étroite autour des étoiles, là où l'eau pourrait être liquide en surface. Cette approche traditionnelle est cependant remise en question par de récentes études.
En effet, de nouvelles simulations climatiques indiquent que des mondes bien plus proches ou bien plus éloignés de leur étoile pourraient abriter des environnements propices à la vie. Ces modèles prennent en compte des planètes qui présentent toujours la même face à leur soleil, un phénomène appelé rotation synchrone. Sur ces corps, le côté perpétuellement plongé dans la nuit pourrait conserver de l'eau liquide grâce à une redistribution efficace de la chaleur par l'atmosphère ou un océan.
Dans notre propre Système solaire, la vie pourrait exister au-delà de la zone habitable.
Représentation de l'activité hydrothermale sur Encelade basée sur les données de la mission Cassini-Huygens
Crédit: ESA Ces planètes, fréquentes autour des étoiles naines de type M, pourraient ainsi se trouver plus près de leur étoile sans que leur eau ne s'évapore totalement. Cette idée est étayée par des observations récentes du télescope spatial James Webb, qui a détecté de la vapeur d'eau dans l'atmosphère de certaines exoplanètes situées en-deçà de la limite traditionnelle de la zone habitable.
Par ailleurs, l'élargissement des frontières de la zone habitable ne concerne pas seulement la limite intérieure. Même les planètes très éloignées et glacées pourraient cacher de l'eau liquide sous d'épaisses couches de glace, chauffée par l'intérieur de la planète. Sur notre propre planète, des lacs subglaciaires comme ceux de l'Antarctique abritent une vie microbienne, prouvant que l'eau de surface n'est pas indispensable.
Cette réévaluation des modèles climatiques ouvre des perspectives considérables pour la recherche de la vie dans l'Univers. Elle multiplie le nombre de mondes à étudier et remet en question nos critères d'habitabilité. L'équipe de recherche, dont les travaux sont parus dans l'
Astrophysical Journal, propose ainsi de revoir les zones où la vie pourrait émerger.
Les prochaines observations des télescopes pourront tester ces nouvelles hypothèses en scrutant l'atmosphère d'exoplanètes situées hors des zones classiques. Cette approche élargie pourrait nous mener à découvrir des signatures biologiques là où nous ne les attendions pas.
La rotation synchrone et ses effets climatiques
De nombreuses exoplanètes, surtout celles orbitant autour d'étoiles naines rouges, sont verrouillées gravitationnellement. Cela signifie qu'elles tournent sur elles-mêmes en exactement le même temps qu'elles mettent à faire le tour de leur étoile. En conséquence, une face est en perpétuel jour, brûlante, tandis que l'autre est plongée dans une nuit éternelle et glaciale.
Pendant longtemps, on a pensé que cette configuration empêchait toute condition habitable. La température extrême des deux hémisphères semblait devoir provoquer un effondrement ou une disparition de l'atmosphère. L'absence de cycle jour-nuit paraissait également peu propice à une stabilité climatique.
Cependant, les modèles climatiques en trois dimensions ont montré qu'une atmosphère suffisamment dense peut transporter la chaleur du côté jour vers le côté nuit. Un océan global jouerait un rôle similaire en redistribuant l'énergie thermique à travers les courants. Cela peut créer une bande tempérée à la frontière entre le jour et la nuit, ou même maintenir des températures supportables sur une grande partie de la surface nocturne.
Cette découverte est importante car les étoiles naines rouges sont les plus communes dans la Galaxie. Leurs planètes en rotation synchrone représentent donc une cible de choix pour la recherche de la vie, à condition de regarder au bon endroit.
Les océans sous la glace, des refuges méconnus
Loin de son étoile, une planète reçoit très peu de chaleur. Sa surface devrait être une banquise globale, épaisse et solide. Pourtant, la vie pourrait prospérer non pas en surface, mais en profondeur, sous une large couche de glace qui agirait comme un isolant thermique.
La chaleur nécessaire pour maintenir de l'eau à l'état liquide peut provenir de l'intérieur même de la planète. La désintégration d'éléments radioactifs dans le noyau et le manteau génère de l'énergie. Les forces de marées, exercées par l'étoile ou par des corps massifs, peuvent aussi provoquer des frottements et chauffer l'intérieur de la planète, un phénomène observé sur certaines lunes de Jupiter et de Saturne.
Sur Terre, des écosystèmes entiers existent dans l'obscurité totale des lacs sous la calotte glaciaire antarctique, comme le lac Vostok. Ces environnements, coupés de la surface et de la lumière solaire depuis des millions d'années, sont riches en microbes qui tirent leur énergie de réactions chimiques et non de la photosynthèse.
Ces mondes océaniques glacés pourraient être nombreux dans notre galaxie. Leur étude nous oblige à élargir notre définition de l'habitabilité au-delà de la simple présence d'eau liquide en surface, pour inclure ces vastes réservoirs enfouis, protégés des radiations stellaires et des variations climatiques extrêmes.