Une nouvelle étude augmente la probabilité de trouver des exoplanètes semblables à la Terre avec de l’eau liquide, nécessaire à la vie. Malgré des conditions de surface glaciales, la chaleur géologique peut permettre la liquéfaction de l’eau sous la surface, en particulier sur les planètes en orbite autour de naines M communes. La recherche implique que près de 100 fois plus de planètes peuvent abriter de l’eau liquide qu’on ne le pensait auparavant, ce qui augmente considérablement les chances de découvrir de la vie extraterrestre.
De nouvelles recherches présentées lors de la conférence Goldschmidt sur la géochimie indiquent que la probabilité de trouver des exoplanètes semblables à la Terre contenant de l’eau liquide, essentielle à la vie, est nettement plus élevée que ce que l’on estimait jusqu’à présent.
Une nouvelle analyse montre qu’il y a probablement beaucoup plus d’exoplanètes semblables à la Terre avec de l’eau liquide qu’on ne le pensait, ce qui augmente considérablement les chances de trouver de la vie. Les travaux montrent que même lorsque les conditions ne sont pas idéales pour l’existence d’eau liquide à la surface d’une planète, de nombreuses étoiles abritent des conditions géologiques propices à l’existence d’eau liquide sous la surface de la planète.
Lors de la présentation de ces travaux à la conférence Goldschmidt sur la géochimie à Lyon, le chercheur principal, le Dr Lujendra Ojha (Université Rutgers, New Jersey, États-Unis), a déclaré : « Nous savons que la présence d’eau liquide est essentielle à la vie. Nos travaux montrent que cette eau peut se trouver dans des endroits que nous n’avions pas envisagés. Cela augmente considérablement les chances de trouver des environnements où la vie pourrait, en théorie, se développer ».
Illustration de l’intérieur de la lune de Saturne Encelade montrant un océan global d’eau liquide entre son noyau rocheux et sa croûte glacée. L’épaisseur des couches n’est pas à l’échelle. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Les chercheurs ont découvert que même si la surface d’une planète est gelée, il existe deux façons principales de générer suffisamment de chaleur pour permettre à l’eau de se liquéfier sous terre.
Lujendra Ojha a déclaré : « En tant que Terriens, nous avons de la chance pour l’instant, car notre atmosphère contient juste la bonne quantité de gaz à effet de serre pour que l’eau liquide soit stable à la surface. Toutefois, si la Terre perdait ses gaz à effet de serre, la température moyenne à la surface du globe serait d’environ -18 degrés Celsius, et la majeure partie de l’eau liquide à la surface gèlerait complètement. Il y a quelques milliards d’années, ce phénomène s’est produit sur notre planète et l’eau liquide de surface a complètement gelé. Toutefois, cela ne signifie pas que l’eau était complètement solide partout. Par exemple, la chaleur provenant de la radioactivité dans les profondeurs de la Terre peut réchauffer l’eau suffisamment pour qu’elle reste liquide. Aujourd’hui encore, on observe ce phénomène dans des endroits comme l’Antarctique et l’Arctique canadien, où, malgré les températures glaciales, on trouve de grands lacs souterrains d’eau liquide, alimentés par la chaleur générée par la radioactivité. Certains indices suggèrent même que ce phénomène pourrait se produire actuellement au pôle sud de Mars ».
M. Ojha poursuit : « Certaines des lunes du système solaire (par exemple, Europe ou Encelade) possèdent une importante quantité d’eau liquide souterraine, même si leur surface est complètement gelée. Cela s’explique par le fait que leur intérieur est continuellement remué par les effets gravitationnels des grandes planètes autour desquelles elles gravitent, telles que Saturne et Jupiter. Cet effet est similaire à celui de la Lune sur les marées, mais il est beaucoup plus fort. Les lunes de Jupiter et de Saturne sont donc des candidats de choix pour trouver de la vie dans notre système solaire, et de nombreuses missions ont été planifiées pour explorer ces corps ».
Impression d’artiste d’un monde gelé avec un océan souterrain. Crédit : Lujendra Ojha
L’analyse a porté sur les planètes trouvées autour du type d’étoiles le plus courant, les naines M. Il s’agit de petites étoiles beaucoup plus froides que notre soleil. Il s’agit de petites étoiles beaucoup plus froides que notre soleil. 70 % des étoiles de notre galaxie sont des naines M et la plupart des exoplanètes rocheuses et semblables à la Terre découvertes à ce jour gravitent autour de naines M.
« Nous avons modélisé la possibilité de générer et de maintenir de l’eau liquide sur des exoplanètes en orbite autour de naines M en ne tenant compte que de la chaleur générée par la planète. Nous avons découvert que si l’on prend en compte la possibilité que l’eau liquide soit générée par la radioactivité, il est probable qu’un pourcentage élevé de ces exoplanètes dispose d’une chaleur suffisante pour maintenir de l’eau liquide – beaucoup plus que ce que nous pensions.
Avant que nous ne commencions à prendre en compte cette eau souterraine, on estimait qu’environ une planète rocheuse toutes les 100 étoiles pouvait contenir de l’eau liquide. Le nouveau modèle montre que si les conditions sont réunies, ce chiffre pourrait approcher une planète par étoile. Nous avons donc cent fois plus de chances de trouver de l’eau liquide que nous le pensions. La Voie lactée compte environ 100 milliards d’étoiles. Cela représente de très bonnes chances pour l’origine de la vie ailleurs dans l’univers ».
La mission la plus précoce vers une lune de type « monde de glace » sera Europa Clipper de la NASA, dont le lancement est prévu en 2024 et qui arrivera sur la lune de Jupiter, Europe, en 2030.
Abel Méndez, directeur du laboratoire d’habitabilité planétaire de l’université de Porto Rico à Arecibo, a déclaré : « La perspective d’océans cachés sous la lune est très prometteuse : « La perspective d’océans cachés sous des couches de glace élargit le potentiel de notre galaxie en termes de mondes habitables. Le principal défi consiste à trouver des moyens de détecter ces habitats à l’aide de futurs télescopes ».
Le professeur Méndez n’a pas participé à ces travaux, il s’agit d’un commentaire indépendant.
Les travaux sur lesquels se base la présentation ont été récemment publiés dans la revue à comité de lecture Nature Communications.
Références :
« Liquid water on cold exo-Earths via basal melting of ice sheets » par Lujendra Ojha, Bryce Troncone, Jacob Buffo, Baptiste Journaux et George McDonald, 6 décembre 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-35187-4
« Habitabilité et eau liquide sous-glaciaire sur les planètes des étoiles naines M » par Amri Wandel, 14 avril 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-37487-9
Voir également le commentaire lié à https://www.nature.com/articles/s41467-023-37487-9
La conférence Goldschmidt est la principale conférence mondiale sur la géochimie. Il s’agit d’un congrès conjoint de l’Association européenne de géochimie et de la Geochemical Society (US). Elle se tient à Lyon, en France, du 9 au 14 juillet. Près de 5 000 délégués sont attendus.