La traque des planètes extrasolaires a franchit une étape supplémentaire avec la publication des premières images infrarouges de deux exoplanètes distantes de 500 et 150 années-lumière. La prochaine étape est très attendue tant par la communauté scientifique que les astronomes éclairés que nous sommes. Il s'agit de découvrir la première exoplanète similaire à la Terre. C'est-à-dire des planètes recouvertes d'une croûte, d'une masse maximale de deux fois et demie à celle de la Terre et évoluant à l'intérieur de la zone d'habitabilité de l'étoile parent. Des planètes potentiellement habitables que nous avons décidé d'appeler 'exoTerres'.

Aujourd'hui, près de 130 systèmes planétaires ont été découverts ce qui représente environ 150 exoplanètes. Toutefois, les astronomes ne sont pas en mesure de savoir si ces systèmes planétaires abritent de petites planètes telluriques. Une étude de Barrie Jones, Nick Sleep et David Underwood de l'Open University tend à montrer que la moitié de ces systèmes pourraient héberger de telles planètes. Mais il n'est pas possible de vérifier ces conclusions.

Les moyens d'observation d'aujourd'hui ne permettent pas de voir des objets aussi éloignés et de surcroît très petits et noyés dans la lumière de l'étoile parent. La nouvelle génération d'instruments attendue ces prochaines années ne résoudra pas non plus ce casse-tête, et seules des planètes extrasolaires de 7 à 8 masses terrestres seront alors susceptibles d'être découvertes. Reste que les observatoires spatiaux comme Corot (2006, CNES) dans un premier temps puis Terrestrial Planet Finder (2014, NASA) dans un second temps seront en mesure de 'voir' de telles planètes.

Vue d'artiste d'une exoTerre (Crédit Julian Baum)

Géantes gazeuses

Toutes les exoplanètes détectées depuis 1995, date de la découverte de la première exoplanète quand Michel Mayor et son équipe du Département d'Astronomie de l'Université de Genève ont décelé une planète évoluant autour de l'étoile 51 Pegasus, sont des géantes gazeuses. Les moins massives ont des masses similaires à celle de Neptune et les plus grosses sont plusieurs fois plus massives que Jupiter.

Les trois scientifiques ont mis au point un modèle informatique capable de démontrer si une 'exoTerre' peut évoluer en toute quiétude dans la zone d'habitabilité des 130 systèmes planétaires connus faisant fi de la présence avérée des géantes gazeuses. En effet, en raison de leur masse et de leur forte gravité, ces planètes gazeuses sont tout à fait capables de perturber l'orbite de n'importe quel objet à l'intérieur dy système planétaire.

Ils se sont intéressés à la survie possible de ces planètes telluriques dans la zone d'habitabilité de l'étoile. Cette région autour de chaque étoile est une zone théorique où les conditions physiques (température en particulier) sont compatibles avec l'existence de vie, du moins telle que nous la connaissons. En fonction du type de l'étoile et donc de sa luminosité, la distance de la zone d'habitabilité varie. Les étoiles deviennent plus lumineuses avec l'âge repoussant la zone toujours plus loin. Si une planète évolue trop près de son étoile, la chaleur entraînera l'évaporation de l'ensemble des réservoirs d'eau liquide au contraire des planètes les plus éloignées recouvertes d'océans et autres retenues d'eau complètement gelée.

'disaster zones'

L'étude montre que chaque planète géante est accompagnée de deux 'disaster zones' c'est-à-dire de deux zones situées à l'intérieur et l'extérieur de l'orbite de la planète. A l'intérieur de ces zones, la gravité de la planète gazeuse est telle qu'elle provoquera un changement catastrophique de l'orbite de l'exoTerre. Soit l'exoTerre entrera en collision avec la planète, soit elle s'écrasera sur l'étoile parent ou soit elle sera éjectée dans les zones les plus lointaines du système . Ces zones de désastre dépendent bien évidemment de la masse de la planète gazeuse mais également de l'excentricité de son orbite.

Problématique de la vie

Les scientifiques ont également comparé la zone d'habitabilité de ces étoiles aux zones de désastre pour voir si une exoTerre peut avoir le temps nécessaire pour permettre l'apparition, l'évolution et la perduration d'une forme de vie. Dans la moitié des cas, il apparaît que l'étoile offre des conditions idéales.

Enfin, et on l'a vu récemment, il faut prendre en compte le fait que la zone d'habitabilité se déplace vers l'extérieur de l'exosystème en raison de la propre évolution de l'étoile (âge) ce qui a des conséquences sur l'évolution de la vie de sorte que les conditions idéales au vivant se soit trouvés disponibles seulement dans le passé dans certains systèmes et le seront dans le futur pour d'autres

Ces scénarii d'extinction et d'avènement de la vie sont présents dans les deux tiers des systèmes exoplanétaires connus, ce qui les rend potentiellement habitables durant la période de leur séquence d'évolution où elles occupaient la zone favorable par rapport à leur étoile centrale.