Zones habitables

Le bon coin pour vivre près des étoiles

La zone habitable circumstellaire ou écosphère est un tube circulaire théorique entourant une étoile dans laquelle la température à la surface des planètes en orbite, permettrait l'apparition d'eau liquide.
Les scientifiques pensent que l'eau liquide est vitale, à cause de son rôle, dans les réactions biochimiques. Frank Drake a calculé la distance de cette zone dans son équation de 1961. Cette équation prend en compte la taille, la luminosité de l'étoile et la luminosité du Soleil. Une étoile qui possède 25 % de la luminosité du Soleil, aura une zone habitable centrée à environ 0,50 UA. Une étoile qui possède deux fois la luminosité du Soleil, aura une zone habitable centrée à 1,41 UA.
Une zone habitable (ZH) ne veut pas dire qu'elle loge en son sein la vie, mais qu'il y a une possibilité en fonction de multiples autres facteurs qu'une planète tellurique abrite la vie : la Terre abrite la vie mais la Lune, située dans la même zone, est stérile. La planète candidate au développement de la vie, doit être suffisamment massive pour empêcher l'eau de s'échapper. La zone habitable n'est pas une zone figée, elle évolue en fonction de la température de l'étoile, comme au cours de leur évolution les étoiles deviennent de plus en plus brillantes et de plus en plus chaudes, la zone habitable s'éloigne logiquement de l'étoile. Une planète devra donc rester le plus longtemps possible dans cette zone, pour développer toutes les molécules nécessaires à une forme de vie. Il ne faut pas, pour déterminer l'habitabilité d'une planète, y mettre toutes les conditions que notre Terre réunit, sinon aucune autre planète ou lune dans l'Univers ne pourrait y abriter la vie, chaque planète et chaque lune étant unique.

Seule la condition d'avoir de l'eau liquide semble nécessaire, elle est considérée comme un élément indispensable à un écosystème viable car elle favorise énormément le transport des matériaux nécessaires à une activité biochimique. Heureusement l'eau est la molécule la plus répandue dans l'Univers et c'est un élément parfait pour dissoudre les matériaux et stocker les éléments chimiques.
La vie peut être présente en dehors des zones habitables, il suffit qu'il y ait de l'eau liquide, une source d'énergie et des substances chimiques dont la vie a besoin pour construire ses matériaux. Les astrobiologistes pensent que certaines formes de vie peuvent exister sur d'autres objets de notre système solaire comme Europe, une lune galiléenne de Jupiter à 500 millions de km de la Terre. Europe est une boule couverte de glace de la taille de notre Lune et possède un océan de plusieurs dizaines de km de profondeur, maintenu liquide par l'énergie des forces de marée de Jupiter. La friction causée par cet étirement, provoque une chaleur suffisante pour maintenir l'eau liquide en dessous de la surface gelée.
La découverte des exoplanètes a débuté en 1990 et en 2010, 490 exoplanètes étaient référencées. Autour du système Gliese 581, une naine rouge située à 20,5 années-lumière, gravite une planète tellurique, elle se trouve dans la zone habitable du système.

Image : Ce graphique montre l'écosphère ou la zone habitable idéale d'un système stellaire en fonction de sa luminosité et de sa masse. Cependant la zone habitable peut être étendue bien en deçà et bien au delà si les conditions sont réunies car l'effet de serre joue un rôle considérable. La vie peut malgré tout, être présente en dehors des zones habitables, il suffit qu'il y ait de l'eau liquide, une source d'énergie et des substances chimiques dont la vie a besoin pour construire ses matériaux. Ces conditions peuvent être réunies dans une lune glacée de planète géante comme Europe ou Encelade qui ont des océans liquides sous la surface et des molécules organiques.

Zone habitable galactique

De la même façon, une zone habitable galactique est supposée être une zone favorisant la stabilité d'un système planétaire, afin d'éviter toutes les perturbations galactiques. Un système planétaire doit donc se former dans une zone riche de la galaxie pour avoir suffisamment d'éléments lourds qui favorisent la formation de planètes telluriques, mais se maintenir assez loin du centre galactique pour éviter les instabilités orbitales, les radiations de supernovae et surtout le grand trou noir du centre galactique.
La zone habitable galactique reste très difficile à déterminer, mais dans notre galaxie, la Voie lactée, la zone habitable galactique semble se situer à 25 000 années-lumière du centre galactique, contenant des étoiles vieilles de 4 à 8 milliards d'années.

Bien sûr notre Soleil est exactement à cette position. Il ne faut pas, pour déterminer l'habitabilité d'une galaxie, y mettre toutes les conditions que notre Soleil réunit, sinon aucune autre étoile dans l'Univers ne pourrait y abriter la vie, chaque étoile étant unique.
Le Soleil est situé dans le bras d'Orion de notre Galaxie et tourne à une vitesse de 270 km/s autour du centre galactique, faisant un tour tous les 200 millions d'années.

Image : Galaxie de type spirale vue par la tranche comme cette galaxie NGC 4565, sur l'image ci-contre.

Définition de la vie

L'ampleur de la question ne permet pas d'y répondre simplement si tant est qu'il y ait une réponse, car la question concerne autant l'aspect philosophique que l'aspect chimique de la vie. Nous constatons que la vie évolue dans le temps en prenant un chemin, défini par une infinité de paramètres, ce qui la rend indéfinissable et imprévisible.
Il existe pourtant une définition biologique de la vie :
« un organisme est dit vivant lorsqu'il échange de la matière et de l'énergie avec son environnement en conservant son autonomie, lorsqu'il se reproduit et évolue par sélection naturelle. »
Tous les organismes vivants assurent leur stabilité en réagissant aux changements de leur environnement.
La vie a donc une faculté d'adaptation et d'apprentissage. N'est-ce pas plutôt cela, la vie ?

Mais nous constatons aussi en observant les galaxies, les étoiles et les planètes, que la matière est capable de s'auto-organiser sans être pour autant vivante. Cependant, une bonne définition de la vie doit prendre en compte ce concept, c’est à dire, la faculté qu’a la matière à progressivement gravir les échelons de la complexité. La ténacité de la vie n'est-elle pas la preuve qu'elle est présente, partout dans l'Univers, attendant un contexte favorable pour poursuivre son chemin vers la complexité ?
Il est difficile de croire que la vie n'existe que sur Terre, partout où il y a de l'eau liquide, il y a une possibilité de vie même sous la croute glacée de certaines planètes ou satellites de planètes. La vie se développe dans des endroits où même l'énergie du soleil ne pénètre pas, nous le constatons dans les abysses de notre planète.

Image : On reconnait la vie quand on la voit !