dans cet artiste le concept, la Lune Ganymède orbite autour de la planète géante Jupiter. Un océan salin sous la croûte glacée de la Lune explique mieux le déplacement dans les ceintures aurorales mesurées par le télescope Hubble. Les astronomes se sont longtemps demandé si les lunes glacées de Jupiter seraient habitables si le rayonnement du soleil augmentait., (Crédit image: NASA / ESA)
Dans Le Petit Prince, la nouvelle classique D’Antoine de Saint-Exupéry, Le prince titulaire vit sur un astéroïde de la taille d’une maison si petit qu’il peut regarder le coucher du soleil à toute heure de la journée en déplaçant sa chaise de quelques pas.
bien sûr, dans la vraie vie, les objets célestes de petite taille ne peuvent pas supporter la vie car ils n’ont pas assez de gravité pour maintenir une atmosphère. Mais à quel point est-il trop petit pour l’habitabilité?,
dans un article récent, des chercheurs de L’Université de Harvard ont décrit une nouvelle limite de taille inférieure pour que les planètes maintiennent l’eau liquide de surface pendant de longues périodes, étendant la zone dite Habitable ou « boucle d’Or’ pour les petites planètes à faible gravité. Cette recherche élargit la zone de recherche de la vie dans l’univers et met en lumière l’important processus d’évolution atmosphérique sur les petites planètes.
la recherche a été publiée dans The Astrophysical Journal.,
« quand les gens pensent aux bords intérieur et extérieur de la zone habitable, ils ont tendance à n’y penser que spatialement, ce qui signifie à quel point la planète est proche de l’étoile”, a déclaré Constantin Arnscheidt, A. B. ’18, premier auteur de l’article. « Mais en fait, il y a beaucoup d’autres variables à l’habitabilité, y compris la masse. Fixer une limite inférieure pour l’habitabilité en termes de taille de la planète nous donne une contrainte importante dans notre chasse continue aux exoplanètes et aux exomoons habitables., »
généralement, les planètes sont considérées comme habitables si elles peuvent maintenir l’eau liquide de surface assez longtemps pour permettre l’évolution de la vie, environ un milliard d’années. Les astronomes recherchent ces planètes habitables à des distances spécifiques de certains types d’étoiles — les étoiles plus petites, plus froides et de masse inférieure à notre Soleil ont une zone habitable beaucoup plus proche que les étoiles plus grandes et plus chaudes.
le bord intérieur de la zone habitable est défini par la proximité d’une planète avec une étoile avant qu’un emballement de l’effet de serre ne conduise à l’évaporation de toute l’eau de surface., Mais, comme Arnscheidt et ses collègues l’ont démontré, cette définition ne vaut pas pour les petites planètes à faible gravité.
L’effet de serre se produit lorsque l’atmosphère absorbe plus de chaleur qu’elle peut rayonner dans l’espace, empêchant la planète de se refroidir et conduisant finalement à un réchauffement imparable jusqu’à ce que ses océans se transforment en vapeur dans l’atmosphère.
cependant, quelque chose d’important se produit lorsque les planètes diminuent en taille: à mesure qu’elles se réchauffent, leurs atmosphères se dilatent vers l’extérieur, devenant de plus en plus grandes par rapport à la taille de la planète., Ces grandes atmosphères augmentent à la fois l’absorption et le rayonnement de la chaleur, permettant à la planète de mieux maintenir une température stable. Les chercheurs ont constaté que l’expansion atmosphérique empêche les planètes à faible gravité de subir un effet de serre emballement, leur permettant de maintenir l’eau liquide de surface tout en orbitant à proximité de leurs étoiles.
cependant, lorsque les planètes deviennent trop petites, elles perdent complètement leur atmosphère et l’eau de surface liquide gèle ou se vaporise., Les chercheurs ont démontré qu’il existe une taille critique en dessous de laquelle une planète ne peut jamais être habitable, ce qui signifie que la zone habitable est délimitée non seulement dans l’espace, mais aussi dans la taille de la planète.
Cette illustration montre la limite inférieure de l’habitabilité en termes de masse de planète. Si un objet est plus petit que 2,7 pour cent de la masse de la Terre, son atmosphère s’échappera avant qu’il n’ait jamais la chance de développer de l’eau liquide de surface (Illustration reproduite avec L’aimable autorisation de Harvard SEAS).,
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Les chercheurs ont constaté que la taille critique est d’environ 2,7% de la masse de la Terre. Si un objet est plus petit que 2.7 pour cent de la masse de la Terre, son atmosphère s’échappera avant qu’il ait jamais la chance de développer de l’eau liquide de surface, semblable à ce qui arrive aux comètes dans le système solaire aujourd’hui. Pour mettre cela dans son contexte, la Lune représente 1,2% de la masse de la Terre et Mercure 5,53%.
Les chercheurs ont également pu estimer les zones habitables de ces petites planètes autour de certaines étoiles., Deux scénarios ont été modélisés pour deux types d’étoiles différents: une étoile de type G comme notre propre soleil et une étoile de type M modélisée d’après une naine rouge dans la constellation du Lion.
Les chercheurs ont résolu un autre mystère de longue date dans notre propre système solaire. Les astronomes se sont longtemps demandé si les lunes glacées de Jupiter Europa, Ganymède et Callisto seraient habitables si le rayonnement du soleil augmentait. Sur la base de cette recherche, ces lunes sont trop petites pour maintenir l’eau liquide de surface, même si elles étaient plus proches du Soleil.,
« Les Mondes aquatiques de faible masse sont une possibilité fascinante dans la recherche de la vie, et cet article montre à quel point leur comportement est susceptible d’être comparé à celui des planètes semblables à la Terre”, a déclaré Robin Wordsworth, Professeur Agrégé de Sciences de l’environnement et D’ingénierie à SEAS et auteur principal de l’étude. « Une fois que les observations pour cette classe d’objets seront possibles, il sera excitant d’essayer de tester ces prédictions directement. »
Cet article a été co-écrit par Feng Ding, chercheur postdoctoral à la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.,
