Nous avons tendance à considérer nos circonstances terrestres comme normales. Un monde aqueux et tempéré en orbite autour d'une étoile jaune stable. Un endroit où la vie a persisté pendant près de 4 milliards d'années. Il est presque inévitable que lorsque nous pensons à d'autres endroits où la vie pourrait prospérer, nous utilisons notre propre expérience comme référence.
Mais devrions-nous?
Notre Soleil est une étoile de séquence principale de type G avec une durée de vie d'environ 10 milliards d'années. Il a environ cinq milliards d'années et a déjà propulsé la vie sur Terre depuis près de 4 milliards d'années. Les étoiles de la séquence principale de type G ne sont pas les plus abondantes, ni les plus durables. Ils ne représentent qu'environ 6% de la population stellaire de la Voie lactée, et ils ne vivent que pendant environ 10 milliards d'années.
La plupart des étoiles de la Voie lactée (environ 73%) sont des naines rouges ou naines M. Les naines M sont plus fraîches que notre Soleil et leurs zones habitables sont plus petites. Mais ils vivent beaucoup plus longtemps, d'un ordre de grandeur. Leur longue vie pourrait en faire des étoiles idéales pour que la vie s'épanouisse, étant donné les bonnes planètes. Mais les naines rouges peuvent être sujettes à un torchage mortel, et leur production d'énergie dangereuse peut ne pas être aussi hospitalière pour la vie que nous la connaissons.
Il existe un autre type d'étoile hôte que les astronomes commencent à appeler les étoiles Boucle d'or. Ils sont plus abondants que le Soleil, ils ont une durée de vie plus longue que le Soleil et ils n'émettent pas autant de radiations dangereuses que les nains M.
Ils sont appelés nains K, également appelés nains oranges.
«Les étoiles naines K sont dans le« point idéal », avec des propriétés intermédiaires entre les étoiles de type solaire plus rares, plus lumineuses, mais à durée de vie plus courte (étoiles G) et les étoiles naines rouges plus nombreuses (étoiles M).»
Edward Guinan, Université Villanova
Les nains K vivent entre 15 et 45 milliards d'années, ils représentent environ 13% de la population de la Voie lactée et ils n'émettent qu'un seizième de rayonnement mortel comme les nains M.
Dans un nouveau travail présenté à la 235e réunion de l'American Astronomical Society, une paire de chercheurs a utilisé plusieurs télescopes pour étudier des nains G et K dans notre voisinage galactique. Ils sont Edward Guinan et Scott Engle de l'Université Villanova en Pennsylvanie. Leur entreprise s'appelle le projet Goldiloks.
Dans un communiqué de presse, Guinan a déclaré que les étoiles K-naines sont de véritables étoiles Goldilocks. «Les étoiles naines K sont dans le« point idéal », avec des propriétés intermédiaires entre les étoiles de type solaire plus rares, plus lumineuses, mais à durée de vie plus courte (étoiles G) et les étoiles naines rouges plus nombreuses (étoiles M). Les étoiles K, en particulier les plus chaudes, ont le meilleur de tous les mondes. Si vous cherchez des planètes habitables, l'abondance d'étoiles K augmente vos chances de trouver la vie. »
Dans un rayon de 100 cents années-lumière de notre système solaire, il y a environ un millier de nains K. Ces étoiles sont mûres pour l'observation. Et même si elles sont beaucoup moins abondantes que les naines M, certains astronomes pensent que nous devrions nous concentrer sur les naines K lorsqu'il s'agit de rechercher des planètes potentiellement habitables.
Les nains M sont problématiques en ce qui concerne l'aptitude à la vie. Ils sont nombreux et hébergent de nombreuses exoplanètes, mais ils sont dangereux. Comme ils sont si petits, leur zone habitable est très proche.
Cela signifie que toutes les planètes de la zone habitable sont probablement bloquées par les marées, ce qui pourrait diminuer les chances d'existence de la vie. Un côté serait dans l'obscurité perpétuelle, et l'autre côté dans la lumière perpétuelle. Cela crée des différences de température extrêmes et problématiques, où le côté gelé pourrait geler les principaux gaz de l'atmosphère, rendant l'os côté lumière du jour sec et stérile.
Les nains M sont extrêmement énergiques et instables. Ce sont souvent des étoiles flamboyantes, et leur violente production d'énergie pourrait facilement dépouiller l'atmosphère d'une planète très tôt dans sa vie, et détruire tout organisme qui avait pris pied sur la planète. Certaines de ces fusées éclairantes peuvent doubler la luminosité de l’étoile en quelques minutes.
Les naines M peuvent également avoir des champs magnétiques extrêmement puissants qui peuvent submerger les magnétosphères protectrices de toutes les planètes en orbite. Un article de 2013 a examiné l'effet que ces puissants champs magnétiques pouvaient avoir sur toutes les planètes potentiellement habitables. Cette étude a déclaré: «Pour être en mesure de maintenir une magnétosphère de la taille de la Terre, à l'exception de quelques cas seulement, la planète terrestre devrait (1) avoir besoin d'orbiter beaucoup plus loin que les limites traditionnelles de la zone habitable; ou bien, (2) s'il était en orbite autour de la zone habitable, il faudrait au moins un champ magnétique allant de quelques G <Gauss> à quelques milliers de G. » Ceci est en comparaison avec la magnétosphère terrestre qui est un Gauss.
Les puissants champs magnétiques des nains M combinés à leur torchage les rendent presque certainement toxiques pour la vie. Et même si ce champ magnétique brûlant et puissant intense peut s’installer plus tard dans la vie d’un nain M, alors les planètes de la zone habitable auraient déjà perdu leur atmosphère.
"Nous ne sommes plus aussi optimistes quant aux chances de trouver une vie avancée autour de nombreuses étoiles M", a déclaré Guinan.
Les K-nains sont différents.
Les K-nains ne subissent pas la même sortie d'énergie torchage et chaotique que les M-nains. Ils manquent également des mêmes champs magnétiques intenses, qui sont responsables d'une grande partie de la nature inhospitalière des nains M. Selon les recherches de Guinan, les nains K n'émettent qu'environ 1 / 100ème des rayons X mortels que certains nains M.
Le projet Goldiloks a mesuré l'âge, le taux de rotation et les sorties de rayons X et infrarouges lointains d'un échantillon d'étoiles fraîches G et K. Ils utilisent l'Observatoire de rayons X Chandra et le satellite XMM-Newton dans le projet, mais ils s'appuient fortement sur le télescope spatial Hubble. Le Hubble est extrêmement sensible au rayonnement ultraviolet provenant de l'hydrogène, et ils ont utilisé cette sensibilité pour évaluer le rayonnement provenant de 20 naines K.
"Hubble est le seul télescope qui peut faire ce genre d'observation", a déclaré Guinan.
Guinan et Engle ont constaté que les niveaux de rayonnement autour des étoiles K étaient beaucoup moins nocifs que autour des naines M. Les étoiles K ont également une durée de vie plus longue et donc une migration plus lente de la zone habitable. Cela fait des nains K le lieu idéal pour rechercher la vie, et ces étoiles laisseraient le temps à une vie très évoluée de se développer sur des planètes appropriées. Pendant toute la durée de vie du Soleil - 10 milliards d'années - les étoiles K n'augmentent leur luminosité que d'environ 10 à 15%, ce qui donne à l'évolution biologique une durée beaucoup plus longue pour faire évoluer des formes de vie avancées que sur Terre.
Nous connaissons déjà certains nains K qui hébergent des exoplanètes, et d'autres qui pourraient les héberger, mais nous ne sommes pas certains. Guinan et Engle ont examiné trois cibles particulièrement intéressantes: Epsilon Eridani, Kepler-442 et Tau Ceti.
"Kepler-442 est remarquable en ce que cette étoile (classification spectrale, K5) héberge ce qui est considéré comme l'une des meilleures planètes Goldilocks, Kepler-442b, une planète rocheuse qui est un peu plus de deux fois la masse de la Terre. Le système Kepler-442 est donc une planète Goldilocks hébergée par une star de Goldilocks! » dit Guinan.
Guinan et Engle ont passé 30 ans à observer différents types d'étoiles. Ils ont déterminé les relations entre le type d’étoile, sa rotation, son âge, ses rayons X et ses émissions UV. Ces données sont le fondement de leur travail sur la manière dont le rayonnement à haute énergie d’une étoile affecte l’atmosphère et les perspectives de vie d’une planète.
Plus:
- Communiqué de presse: Les étoiles Goldilocks sont les meilleurs endroits où chercher la vie
- Document de recherche 2013: Effets des champs magnétiques nains M sur les planètes potentiellement habitables
