Une nouvelle analyse des exoplanètes connues a révélé que les conditions semblables à celles de la Terre sur des planètes potentiellement habitables pourraient être beaucoup plus rares qu'on ne le pensait auparavant. Les travaux se concentrent sur les conditions requises pour que la photosynthèse à base d'oxygène se développe sur une planète, ce qui permettrait de créer des biosphères complexes du type de celles que l'on trouve sur Terre. L'étude a récemment été publiée dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Le nombre de planètes confirmées dans notre propre galaxie de la Voie lactée se compte désormais par milliers. Cependant, les planètes qui ressemblent à la fois à la Terre et à la zone habitable – la région autour d'une étoile où la température est idéale pour que l'eau liquide existe à la surface – sont beaucoup moins courantes.
À l'heure actuelle, seule une poignée de ces exoplanètes rocheuses et potentiellement habitables sont connues. Cependant, la nouvelle recherche indique qu'aucun de ceux-ci n'a les conditions théoriques pour maintenir une biosphère semblable à la Terre au moyen de la photosynthèse « oxygénique » – le mécanisme que les plantes sur Terre utilisent pour convertir la lumière et le dioxyde de carbone en oxygène et en nutriments.
Une seule de ces planètes est proche de recevoir le rayonnement stellaire nécessaire au maintien d'une grande biosphère : Kepler-442b, une planète rocheuse d'environ deux fois la masse de la Terre, en orbite autour d'une étoile modérément chaude à environ 1,200 XNUMX années-lumière.
Une représentation artistique de la planète potentiellement habitable Kepler 422-b (à gauche), comparée à la Terre (à droite). Crédit : Ph03nix1986 / Wikimedia Commons
L'étude a examiné en détail la quantité d'énergie reçue par une planète de son étoile hôte et si les organismes vivants seraient capables de produire efficacement des nutriments et de l'oxygène moléculaire, deux éléments essentiels à la vie complexe telle que nous la connaissons, via la photosynthèse oxygénée normale.
En calculant la quantité de rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) qu'une planète reçoit de son étoile, l'équipe a découvert que les étoiles à environ la moitié de la température de notre Soleil ne peuvent pas soutenir des biosphères semblables à la Terre car elles ne fournissent pas assez d'énergie dans la plage de longueur d'onde correcte. La photosynthèse oxygénique serait toujours possible, mais de telles planètes ne pourraient pas soutenir une biosphère riche.
Les planètes autour d'étoiles encore plus froides connues sous le nom de naines rouges, qui couvent à environ un tiers de la température de notre Soleil, ne pourraient même pas recevoir assez d'énergie pour activer la photosynthèse. Les étoiles plus chaudes que notre Soleil sont beaucoup plus brillantes et émettent jusqu'à dix fois plus de rayonnement dans la plage nécessaire pour une photosynthèse efficace que les naines rouges, mais ne vivent généralement pas assez longtemps pour que la vie complexe évolue.
« Comme les naines rouges sont de loin le type d'étoile le plus courant dans notre galaxie, ce résultat indique que les conditions semblables à celles de la Terre sur d'autres planètes peuvent être beaucoup moins courantes que nous pourrions l'espérer », commente le professeur Giovanni Covone de l'Université de Naples, auteur principal de l'étude.
Il ajoute : "Cette étude impose de fortes contraintes sur l'espace des paramètres pour la vie complexe, il semble donc malheureusement que le "sweet spot" pour héberger une riche biosphère semblable à la Terre ne soit pas si large. "
De futures missions telles que le Télescope spatial James Webb (JWST), dont le lancement est prévu plus tard cette année, aura la sensibilité de se tourner vers des mondes lointains autour d'autres étoiles et de jeter un nouvel éclairage sur ce qu'il faut vraiment pour qu'une planète abrite la vie telle que nous la connaissons.
Référence : « Efficacité de la photosynthèse oxygénée sur les planètes semblables à la Terre dans la zone habitable » par Giovanni Covone, Riccardo M Ienco, Luca Cacciapuoti et Laura Inno, 19 mai 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/stab1357
