La moitié des étoiles semblables au soleil de la Voie lactée pourraient abriter des planètes semblables à la Terre

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Près de 4 300 exoplanètes ont été découvertes par les astronomes, et c'est assez évident maintenant que notre galaxie en est remplie. Mais le but de la recherche de ces nouveaux mondes est plus qu'un simple exercice de philatélie - c'est d'en trouver un qui pourrait abriter la vie, que ce soit de futurs humains qui ont trouvé un moyen de parcourir ces distances ou une vie extraterrestre qui a fait une maison déjà pour lui-même. La meilleure opportunité de trouver quelque chose comme ça est de trouver une planète qui ressemble à la Terre.

Et quoi de mieux pour chercher la Terre 2.0 que de chercher autour d'étoiles semblables au soleil ? Une nouvelle analyse des données d'exoplanètes recueillies par le télescope spatial Kepler de la NASA, qui a fonctionné de 2009 à 2018, a proposé de nouvelles prédictions sur le nombre d'étoiles de la Voie lactée comparables au soleil en température et en âge. orbitée par une planète rocheuse potentiellement habitable comme la Terre. Appliqué aux estimations actuelles de 4,1 milliards étoiles semblables au soleil dans la galaxie, leur modèle suggère qu'il y a Au minimum 300 millions avec au moins une planète habitable.

La moyenne du modèle, cependant, postule qu'une étoile de type solaire sur deux pourrait avoir une planète habitable, ce qui ferait gonfler ce chiffre à plus de 2 milliards. Des prévisions encore moins conservatrices suggèrent qu'il pourrait être supérieur à 3,6 milliards.

La nouvelle étude n'a pas encore été évalué par des pairs, mais il le sera bientôt, et il devrait être publié dans le Astronomical Journal.

Cela semble être une étude très minutieuse et traite de questions vraiment épineuses concernant l'extrapolation à partir du catalogue Kepler, déclare Adam Frank, physicien et astronome à l'Université de Rochester, qui n'a pas participé à l'étude. L'objectif est d'obtenir une estimation complète, fiable et précise du nombre moyen de planètes potentiellement habitables autour des étoiles. Ils semblent avoir fait une bonne course à cela.

Les scientifiques ont fait plusieurs tentatives dans le passé pour utiliser les données de Kepler pour déterminer combien d'étoiles semblables au soleil dans la galaxie ont des exoplanètes potentiellement habitables sur leur orbite. Mais ces études ont fourni des réponses allant de moins de 1 % à plus de 100 % (c'est-à-dire plusieurs planètes autour de ces étoiles). Cela reflète à quel point il a été difficile de travailler avec ces données, explique Steve Bryson du NASA Ames Research Center en Californie, qui a dirigé les nouveaux travaux.

Deux problèmes majeurs ont créé cette grande fenêtre : des données incomplètes et la nécessité d'éliminer les fausses détections de l'ensemble de données Kepler.

La nouvelle étude aborde ces deux problèmes. C'est le premier du genre à utiliser l'ensemble complet de données de l'exoplanète Kepler (plus de 4 000 détections de 150 000 étoiles), mais il utilise également les données stellaires de Gaia, la mission de cartographie de l'Agence spatiale européenne. chaque étoile de la voie lactée . Tout cela a contribué à rendre les estimations finales plus précises, avec des incertitudes moindres. Et c'est après que les scientifiques ont passé des années à analyser le catalogue Kepler pour éliminer les éléments obscurcissants et s'assurer qu'il ne reste que de vraies exoplanètes. Armés à la fois des données de Kepler et de Gaia, Bryson et son équipe ont pu déterminer le taux de formation d'étoiles de type solaire dans la galaxie, le nombre d'étoiles susceptibles d'avoir des planètes rocheuses (avec des rayons de 0,5 à 1,5 fois celui de la Terre), et le probabilité que ces planètes soient habitables.

Jacob Haqq Misra, chercheur au Blue Marble Space Institute of Science qui n'a pas travaillé sur la nouvelle étude, pense que la nouvelle approche est une 'amélioration significative par rapport aux autres tentatives de caractérisation du taux d'occurrence des planètes de la zone habitable'.

En moyenne, Bryson et son équipe prédisent que 37 à 60 % des étoiles de type solaire dans la Voie lactée devraient abriter au moins une planète potentiellement habitable. De manière optimiste, le chiffre pourrait atteindre 88 %. Les calculs conservateurs ramènent ce chiffre à 7% des étoiles de type solaire dans la galaxie (donc 300 millions) - et sur la base de ce nombre, l'équipe prédit qu'il y a quatre étoiles de type solaire avec des planètes habitables à moins de 30 années-lumière de la Terre.

L'un des objectifs initiaux de la mission Kepler était de calculer exactement ce nombre, explique Bryson. Nous avons toujours eu l'intention de le faire.

L'habitabilité a à voir avec les chances qu'une planète ait des températures suffisamment modéré pour que de l'eau liquide existe à la surface (puisque l'eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons). La plupart des études le déterminent en mesurant la distance d'une exoplanète à son étoile hôte et si son orbite n'est ni trop proche ni trop éloignée - la zone dite de Goldilocks.

Selon Bryson, la distance orbitale est une mesure utile lorsque vous examinez une étoile spécifique. Mais lorsque vous regardez de nombreuses étoiles, elles présentent toutes des luminosités différentes qui fournissent différentes quantités de chaleur aux objets environnants, ce qui signifie que leurs zones habitables varient. L'équipe a plutôt choisi de penser à l'habitabilité en termes de volume de lumière frappant la surface d'une exoplanète, que l'article appelle le flux d'instellation.

Grâce aux données de luminosité stellaire, nous mesurons la vraie température de la planète - qu'elle soit ou non vraiment dans la zone habitable - pour toutes les planètes autour de toutes les étoiles de notre échantillon, explique Bryson. Vous n'obtenez pas le même genre de chiffres de température fiables en travaillant avec des distances, dit-il.

Bien que Bryson affirme que les incertitudes de cette étude sont plus petites que celles des efforts précédents, elles sont encore assez importantes. C'est principalement parce que l'équipe travaille avec un si petit échantillon d'exoplanètes rocheuses découvertes. Kepler a identifié plus de 2 800 exoplanètes , dont seulement quelques-unes orbitent autour d'étoiles semblables au soleil. Ce n'est pas un nombre idéal à utiliser pour prédire l'existence de centaines de millions d'autres dans la galaxie. En ayant si peu d'observations, cela limite ce que vous pouvez dire sur ce qu'est la vérité, dit Bryson.

Enfin, la nouvelle étude suppose un modèle simple pour ces exoplanètes qui pourraient s'écarter considérablement des conditions du monde réel (certaines de ces étoiles peuvent former des systèmes d'étoiles binaires avec d'autres étoiles, par exemple). Brancher plus de variables dans le modèle aiderait à brosser un tableau plus précis, mais cela nécessite des données plus précises que nous n'avons pas encore vraiment.

Mais ce sont des études comme celles-ci qui pourraient nous aider à acquérir ces données. Le but de Kepler était d'aider les scientifiques à déterminer quels types d'objets interstellaires ils devraient consacrer plus de ressources à l'étude pour trouver la vie extraterrestre, en particulier avec des télescopes spatiaux dont le temps d'observation est limité. Ce sont les instruments (tels que ceux de la NASA Télescope spatial James Webb et l'ESA Télescope PLATON ) qui pourrait déterminer si une exoplanète potentiellement habitable a une atmosphère ou abrite un potentiel biosignatures , et des études comme celle-ci peuvent aider les ingénieurs à concevoir des télescopes plus adaptés à ces tâches. Haqq Misra ajoute que les résultats pourraient renforcer le soutien aux concepts de mission tels que LUVOIR , Habex , OST , et VIE – qui exploitent tous différents types d'instruments pour étudier l'habitabilité des exoplanètes de différentes manières.

Presque toutes les étoiles semblables au soleil dans la galaxie ont une planète où la vie pourrait se former, dit Frank. L'humanité pose cette question depuis plus de 2 500 ans, et maintenant non seulement nous connaissons la réponse, mais nous affinons notre connaissance de cette réponse. Cet article nous dit qu'il y a beaucoup de planètes là-bas au bon endroit pour que la vie se forme.

Ce message a été mis à jour avec des commentaires supplémentaires de Jacob Haqq Misra

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