Une nouvelle classe d’exoplanètes habitables représente une avancée majeure dans la recherche de la vie

Une nouvelle classe d’exoplanètes complètement différente de notre groupe, mais qui pourrait supporter la vie, a été identifiée par les astronomes, ce qui pourrait accélérer considérablement la recherche de vie en dehors de notre système solaire.

Dans la recherche de la vie ailleurs, les astronomes ont principalement recherché des planètes de la même taille, masse, température et composition de l’atmosphère terrestre. Cependant, les astronomes de l’Université de Cambridge pensent qu’il existe des possibilités plus prometteuses.

Les chercheurs ont identifié une nouvelle classe de planètes habitables, appelées planètes « hycéennes » – des planètes chaudes couvertes d’océans et d’une atmosphère riche en hydrogène – qui sont plus nombreuses et observables que les planètes semblables à la Terre.

Les chercheurs disent que les résultats, rapportés dans Journal d’astrophysique, pourrait signifier que trouver les empreintes digitales vitales de la vie en dehors de notre système solaire dans les deux ou trois prochaines années est une réelle possibilité.

« Les planètes de Hesse ouvrent une toute nouvelle voie dans notre recherche de vie ailleurs », a déclaré le Dr Niko Madhusudan de l’Institut d’astronomie de Cambridge, qui a dirigé la recherche.

Bon nombre des principaux candidats hycéens identifiés par les chercheurs sont plus grands et plus chauds que la Terre, mais ont toujours de grandes propriétés d’hébergement océanique qui pourraient supporter de grands océans. vie microbienne Similaires à ceux que l’on trouve dans certains des environnements aquatiques les plus extrêmes de la Terre.

Ces planètes permettent également une zone habitable beaucoup plus large, ou « zone Goldilocks », par rapport aux planètes semblables à la Terre. Cela signifie qu’ils peuvent toujours soutenir la vie bien qu’ils soient en dehors de la plage dans laquelle une planète similaire à la Terre doit exister pour être habitable.

Des milliers de planètes extrasolaires ont été découvertes depuis la découverte de la première exoplanète il y a près de 30 ans. La grande majorité des planètes se situent entre la taille de la Terre et celle de Neptune et sont souvent appelées « super-Terres » ou « mini-Neptunes » : il peut s’agir principalement de planètes rocheuses ou de géantes de glace avec des atmosphères riches en hydrogène, ou quelque chose entre les deux.

La plupart des petites Neptunes font plus de 1,6 fois la taille de la Terre : plus petites que Neptune mais trop grandes pour avoir un intérieur rocheux comme la Terre. Des études antérieures sur de telles planètes ont révélé que la pression et la température sous leur atmosphère riche en hydrogène seraient trop élevées pour soutenir la vie.

Cependant, une étude récente de l’équipe de Madhusudan sur la miniature Neptune K2-18b a révélé que dans certaines conditions, ces planètes peuvent supporter la vie. Le résultat a conduit à une étude détaillée de la gamme complète des caractéristiques des planètes et des étoiles pour lesquelles ces conditions sont possibles, quelles exoplanètes pourraient remplir ces conditions et si leurs signatures vitales sont observables.

L’enquête a conduit les chercheurs à identifier une nouvelle classe de planètes, les planètes hycéennes, avec des océans massifs à l’échelle de la planète sous des atmosphères riches en hydrogène. Les planètes hycéennes peuvent être jusqu’à 2,6 fois plus grandes que la Terre et avoir une température atmosphérique d’environ 200°C, mais les conditions océaniques peuvent être similaires à celles qui donnent naissance à la vie microbienne dans les océans de la Terre. Ces planètes comprennent également des mondes hycéens progressivement fermés qui peuvent avoir des conditions habitables uniquement sur leurs côtés nuit perpétuelle, et des mondes hycéens « froids » qui reçoivent peu de rayonnement de leurs étoiles.

Les planètes de cette taille dominent le groupe des exoplanètes connues, bien qu’elles n’aient pas été étudiées de manière aussi détaillée que les super-Terres. Il est possible que les mondes hycéens soient très communs, ce qui signifie que les endroits les plus prometteurs pour rechercher la vie ailleurs dans la galaxie se sont peut-être cachés à la vue de tous.

Cependant, la taille seule n’est pas suffisante pour confirmer si une planète est de type hycéen : d’autres aspects tels que la masse, la température et les propriétés atmosphériques sont nécessaires pour la confirmation.

Lorsqu’ils essaient de déterminer les conditions sur une planète à plusieurs années-lumière, les astronomes doivent d’abord déterminer si la planète est située dans Zone résidentielle À partir de son étoile, recherchez des signatures moléculaires pour déduire la structure atmosphérique et interne de la planète, qui contrôle les conditions de surface, la présence d’océans et la possibilité de vie.

Les astronomes recherchent également des empreintes digitales biométriques qui pourraient indiquer la possibilité de la vie. Le plus souvent, il s’agit de l’oxygène, de l’ozone, du méthane et du protoxyde d’azote, tous présents sur Terre. Il existe également un certain nombre d’autres biomarqueurs, tels que le chlorure de méthyle et le sulfure de diméthyle, qui sont moins abondants sur Terre mais pourraient être des indicateurs prometteurs de la vie sur des planètes dotées d’atmosphères riches en hydrogène où l’oxygène ou l’ozone peuvent ne pas être abondants.

« Essentiellement, lorsque nous recherchions ces différentes signatures moléculaires, nous nous concentrions sur des planètes semblables à la Terre, ce qui est un point de départ raisonnable », a déclaré Madhusudan. « Mais nous pensons que les planètes hycéennes présentent une meilleure chance de trouver beaucoup plus d’empreintes biométriques. »

« C’est excitant que des conditions habitables existent sur des planètes si différentes de la Terre », a déclaré le co-auteur Anjali Payet, également de Cambridge.

Madhusudhan et son équipe ont découvert qu’un certain nombre de biomarqueurs terrestres qui devraient être présents dans l’atmosphère hycéenne seront faciles à détecter grâce à des observations spectroscopiques dans un proche avenir. Les grandes tailles, les températures élevées et les atmosphères riches en hydrogène des planètes hycéennes rendent leurs signatures atmosphériques plus détectables que celles des planètes semblables à la Terre.

L’équipe de Cambridge a identifié un large échantillon de mondes hycéens potentiels qui sont des candidats de choix pour une étude détaillée à l’aide de télescopes de nouvelle génération, tels que le télescope spatial James Webb (JWST), qui doit être lancé plus tard cette année. ces planètes Toutes les étoiles naines rouges orbitent entre 35 et 150 années-lumière : proche des normes astronomiques. Les observations prévues par JWST d’un candidat prometteur, K2-18b, pourraient conduire à la découverte d’une ou plusieurs molécules de biosignature.

« La découverte de l’empreinte biométrique va changer notre compréhension de la vie dans l’univers », a déclaré Madhusudan. « Nous devons être ouverts sur l’endroit où nous nous attendons à trouver la vie et quelle forme cette vie pourrait prendre, car la nature continue de nous surprendre de manière souvent inimaginable. »