Zone habitable
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Introduction

En astronomie, une zone habitable (ZH) est une région de l'espace où les conditions sont favorables à l'apparition de la vie. Il y a deux types de régions qui peuvent être conjointement favorables, une au niveau d'un système planétaire (Un système planétaire (parfois appelé abusivement système stellaire) est composé de planètes et divers corps célestes inertes (astéroïdes,...), l'autre au niveau d'une galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette fois au singulier.).

Les planètes et les lunes situées dans ces régions sont des candidats possibles à l'habitabilité d'une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique,...) et donc capables d'héberger une vie extraterrestre (La vie extraterrestre désigne toute forme de vie existant ailleurs que sur la planète Terre. Son existence reste hypothétique. En effet, aucune vie...).

Les astronomes pensent que la vie (La vie est le nom donné :) est possible dans une « zone habitable circumstellaire » située à l'intérieur d'un système planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou partie. Généralement les astres...) et dans une « zone habitable galactique » (bien que la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) sur ce dernier point (Graphie) débute à peine).

Zone habitable circumstellaire

La zone habitable circumstellaire (ou écosphère) est une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une sphère est une surface constituée de tous les points...) théorique entourant une étoile et où la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) des planètes y orbitant permettrait l'apparition d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.). Beaucoup pensent que l'eau liquide est vitale à cause de son rôle dans les réactions biochimiques. En 1959, les physiciens Philip Morrison et Giuseppe Cocconi ont décrit la zone dans une recherche du SETI. En 1961, Frank Drake a popularisé cette idée dans son équation (En mathématiques, une équation est une égalité qui lie différentes quantités, généralement pour poser le problème de leur identité. Résoudre l'équation consiste à déterminer toutes les façons de...).

On peut calculer la distance de cette zone depuis l'étoile selon la taille et la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) de l'étoile grâce à l'équation suivante :

d_{AU} = \sqrt {L_{etoile}/L_{Soleil}}
d_{AU} \, est le rayon de la ZH en unités astronomiques,
L_{etoile} \, est la luminosité de l'étoile, et
L_{soleil} \, est la luminosité du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la...).

Par exemple une étoile avec 25 % de la luminosité du Soleil aura une ZH centré à environ 0,50 UA, et une étoile avec deux fois la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à 1,41 UA. C'est une conséquence de la loi du carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et...) inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel...) de l'intensité lumineuse. Le « centre » de la ZH est défini comme la distance que l'exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une étoile autre que le Soleil. La plupart des exoplanètes découvertes à ce jour orbitent...) devrait avoir de son étoile pour avoir une température moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient...) comparable à celle de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) en supposant (avec beaucoup d'autres choses) qu'elle ait une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) similaire en composition et en densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau...).

Comme au cours de leur évolution les étoiles deviennent plus brillantes et plus chaudes, la ZH s'éloigne logiquement de l'étoile. Pour optimiser le potentiel de développement de la vie, une planète devrait se situer sur une orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) qui reste le plus longtemps possible dans la ZH.

Les candidates

Deux planètes telluriques autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) de Gliese 581, une naine rouge (En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les naines brunes, qui ne sont pas vraiment des étoiles.) à 20,5 années lumières de la terre, sont situées dans cette zone habitable.

Zone habitable galactique (ZHG)

La vie peut apparaître sur une planète, mais un système planétaire doit se situer proche du centre de la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif...) pour avoir suffisamment d'éléments lourds qui favorisent la formation de planètes telluriques et des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement...) nécessaires à la vie, tels que le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans...) dans l'hémoglobine ou le cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces...) dans l'hémocyanine et l'iode (L'iode est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole I et de numéro atomique 53.) dans la glande thyroïde (La thyroïde ou glande thyroïde est la plus volumineuse des glandes endocrines (sécrétant des hormones) chez l'être humain.).

Mais ce système devra se situer assez loin du centre galactique pour éviter des dangers tels que :

  • des frôlements d'étoiles provoquant des instabilités orbitales ou des pluies de comètes et astéroïdes ;
  • les radiations de supernovae ;
  • le ou les grands trous noirs du centre galactique.

Des études ont montré également que des régions où les éléments lourds abondent semblent avoir plus de chance de posséder des planètes géantes orbitant très près de leur étoile, ce qui détruirait ou éjecterait hors du système des planètes de type terrestre. Pour toutes ces raisons, il est très difficile de déterminer la ZH d'une galaxie.

Dans notre galaxie, la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule)...), la ZHG serait située à 25 000 années-lumière (8 kiloparsecs) du centre galactique, s'étendant sur 6000 années-lumière et contenant des étoiles vieilles de 4 à 8 milliards d'années. Comme les galaxies ont des compositions différentes, la ZHG peut être plus ou moins grande, voire ne pas exister du tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.).

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