Astronomie

Toutes les étoiles ont-elles le potentiel d'avoir des planètes qui soutiennent la vie ?

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Quelle que soit leur taille, leur taille, leur chaleur ou leur froid, toutes les étoiles ont-elles une zone de boucle d'or, et si oui, une planète donnée dans cette zone (avec la bonne configuration) pourrait-elle supporter la vie ?


Grande question. La zone de boucle d'or est généralement définie en termes de région où la température d'équilibre de la planète se situe entre certaines limites de température (ces limites de température sont quelque peu discutables, mais non pertinentes aux fins de cette question - la limite devient floue). Cette région peut être calculée en calculant la quantité de flux reçu de l'étoile à un rayon donné.

En ce sens - toutes les étoiles ont une zone de boucle d'or - vous pouvez toujours calculer une certaine distance d'une étoile où le flux est à peu près équivalent au flux que nous recevons du Soleil par exemple. Elle est beaucoup plus proche d'une étoile faible et beaucoup plus éloignée d'une étoile lumineuse.

Mais, il y a une différence entre une zone habitable et une en continu zone habitable. Si vous voulez sérieusement que la vie évolue sur une planète, alors cela prendra du temps. Combien de temps? Personne n'en est sûr mais cela semble avoir pris quelques centaines de millions d'années dans notre système solaire. Il y a aussi de bonnes raisons de supposer que les jeunes planètes sont ne pas vont être habitables - soit ils sont encore extrêmement chauds après leur formation, soit ils sont bombardés de débris.

Ainsi, vous pouvez probablement exclure toute étoile dont la durée de vie de la séquence principale est inférieure à environ 100 millions d'années (ou plus si vous vous sentez prudent quant au temps qu'il faut à la vie pour démarrer). Cela exclut les étoiles de plus de 5 masses solaires environ.

Vous pouvez également exclure les étoiles qui évoluent rapidement. Si une étoile change sa luminosité rapidement sur une courte échelle de temps, la zone habitable se déplace également de manière drastique. Cela se produira vers la fin de la vie de toutes les étoiles de la séquence principale et de toutes les étoiles sous-géantes et géantes. Donc pour ceux-ci, oui il y a une zone habitable instantanée, mais aucune région n'est dans une zone habitable depuis des centaines de millions d'années ou plus.

Vous voudrez peut-être considérer non seulement la luminosité de l'étoile, mais aussi son spectre. Par exemple, les naines blanches chaudes et les naines M de faible masse sont raisonnablement stables et vivent longtemps ; ils sont faibles, donc ont des zones habitables proches de l'étoile (beaucoup plus près que 1 au). Cependant, pour des raisons différentes, ces deux types d'objets émettent un rayonnement UV abondant. Chez les naines blanches chaudes, ce serait parce qu'elles ont des photosphères chaudes. Chez les naines M, elles peuvent être hautement magnétiquement actives jusqu'à un âge avancé, ayant une chromosphère et une couronne chaudes qui irradieraient fortement toute planète voisine. On pourrait considérer que leurs « zones habitables » étaient en fait inhabitables. Bien sûr, une atmosphère et un champ magnétique puissant pourraient contrecarrer cela.

Cela dépend en grande partie de vos termes de référence et de votre définition. La page wikipedia sur les zones habitables a une assez belle discussion, qui souligne le caractère discutable de ce sujet.

Une dernière réflexion, qui n'est pas dans la page wiki. La multiplicité pourrait gâcher les choses. Les systèmes planétaires ne seront pas stables dans la zone habitable de l'une ou l'autre des étoiles d'un système binaire si leur séparation est comparable au rayon orbital de la zone habitable. Si vous aviez deux étoiles comme le Soleil, leurs séparations devraient être inférieures à quelques dixièmes d'au ou supérieures à l'ordre 10 au afin de permettre à quelque chose d'orbiter à environ 1 au autour de l'une d'elles. Même alors, il pourrait y avoir toutes sortes d'instabilités dynamiques qui empêchent les planètes à longue durée de vie, surtout s'il y avait aussi d'autres planètes dans le système.


Environ 1,2 % des étoiles de la Voie lactée peuvent soutenir la vie

Les astrobiologistes ont récemment publié une nouvelle carte de la Voie lactée, qui montre qu'environ 1,2% de toutes les étoiles de notre galaxie sont capables de supporter une vie complexe sur leur orbite, ou du moins étaient capables de le faire à un moment donné dans le passé.

Étant donné que la galaxie compte des milliards d'étoiles, 1,2% d'entre elles pourraient facilement représenter plusieurs millions d'étoiles, toutes capables de supporter la vie sur des planètes extrasolaires en orbite à l'intérieur de leurs zones habitables respectives.

Ces zones sont des régions de systèmes stellaires où les températures sont idéales pour soutenir la présence d'eau liquide sur les planètes. La Terre est située au milieu de la zone habitable du Soleil, avec Vénus et Mars survolant respectivement les bords intérieur et extérieur de cette zone.

Fait intéressant, cette étude est basée sur une idée relativement nouvelle en astronomie, selon laquelle la vie est plus susceptible de se produire dans certaines zones de la Voie lactée. En d'autres termes, la vie n'a pas la même chance de se développer près du noyau galactique que dans les bras extérieurs.

On estime que la zone habitable galactique de la Voie lactée s'étend sur environ 30 années-lumière autour du noyau galactique. Cependant, ils ne se forment pas très près du trou noir supermassif alimentant toute la galaxie, ni très loin dans l'espace.

Des experts de l'Université d'Hawaï à Honolulu, dirigés par l'expert Michael Gowanlock, pensent que la zone galactique habitable est en fait beaucoup plus complexe qu'un simple diamètre. Le nouvel ensemble de données contient des ensembles de données collectées à partir de certaines des dernières études sur les exoplanètes.

Par exemple, des observatoires tels que le télescope Kepler de la NASA ont déterminé que les exoplanètes sont plus susceptibles de se former autour d'étoiles présentant une métallicité élevée, ce qui signifie essentiellement qu'elles sont plus riches en éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium que les autres étoiles.

&ldquoNous prédisons qu'[environ]1,2% de toutes les étoiles hébergent une planète qui aurait pu être capable de supporter une vie complexe à un moment donné de l'histoire de la Galaxie&rdquo, &rdquo Gowanlock et ses co-auteurs écrivent dans la revue en ligne arXiv.

L'expert ajoute que les explosions de supernova et qui, selon de nombreux experts, ont le potentiel d'éliminer la vie sur d'autres planètes et ont probablement dévasté des planètes dans les parties intérieures de la galaxie, mais qu'elles ont laissé suffisamment de mondes pour permettre le développement d'une vie complexe, Rapports d'examen technologique.


Mots clés

Dans cet article, nous montrerons que les planètes des étoiles naines rouges (RDP) sont plus hospitalières à l'évolution de la vie biotique (« habitable ») qu'on ne le pensait auparavant, et démontrerons les implications de l'habitabilité des RDP sur l'abondance attendue des planètes biotiques. .

Dans les premières sections (« astronomie ») de cet article, nous montrons comment les résultats du télescope spatial Kepler ont révolutionné notre connaissance des statistiques des planètes du système extra-solaire (exoplanètes). Nous nous concentrons particulièrement sur les naines rouges (RD), de loin la population stellaire la plus nombreuse de la Voie lactée. Nous passons en revue les travaux récents montrant comment les conditions sur les PDR peuvent être plus favorables à la vie qu'on ne le pensait auparavant. En particulier, nous montrons que des conditions favorables à la vie peuvent exister sur les RDP verrouillés par les marées ainsi que dans plusieurs systèmes stellaires, et que l'eau et l'oxygène planétaires peuvent survivre aux explosions relativement fortes d'ultraviolets et de rayons X au cours de la première phase d'éruption de l'évolution. des DR.

Dans les sections suivantes (« biologie »), nous examinons l'adéquation des RDP à la photosynthèse oxygénée (OP), le processus utilisé par les plantes et d'autres organismes pour convertir la lumière en énergie chimique. Sur Terre, l'OP utilise des rayonnements dans la bande d'ondes de 400 à 700 nm, ce qui est considéré comme une exigence primordiale pour l'évolution d'une vie multicellulaire complexe. Sur les RDP, le rayonnement proche infrarouge (NIR, >700 nm) est beaucoup plus abondant que sur les planètes en orbite autour d'étoiles de type solaire. De nombreux auteurs ont ainsi décrit des mécanismes par lesquels la photosynthèse pourrait évoluer pour utiliser le NIR. Nous soutenons que, sur la base d'une analogie avec l'évolution de la photosynthèse et de la répartition de la végétation sur Terre, le rayonnement visible (<700 nm) incident sur les RDP, peut être plus que suffisant pour soutenir l'OP (Gale & Wandel Reference Gale and Wandel 2015) . Enfin, nous soutenons que le produit du grand nombre de RDP et de leur capacité à prendre en charge l'OP augmente considérablement les chances statistiques pour les planètes soutenant la vie dans notre galaxie de la Voie lactée.

Dans la section « Prévalence des planètes semblables à la Terre en dehors du système solaire », nous passons en revue les données les plus récentes de Kepler et d'autres exoplanètes, en particulier les implications pour l'existence de planètes habitables de la taille de la Terre de RD. Dans la section « Conditions clémentes potentielles pour la vie sur les planètes RD », nous passons en revue les conditions générales sur les RDP qui peuvent permettre une vie semblable à la Terre. Dans la section « Habitabilité des planètes dans un système multi-étoiles », nous discutons de l'habitabilité des systèmes multi-étoiles (en particulier RD). Les implications sur l'habitabilité du flux énergétique dans les premiers stades évolutifs des étoiles RD sont données dans la section « Flux radiatif énergétique aux premiers stades évolutifs des RD ». La section « Eau liquide et blocage des marées dans la zone habitable (ZS) des étoiles RD », examine les implications du blocage des marées sur la présence d'eau liquide et sur l'habitabilité des RDP. Dans la section « L'importance de l'OP pour l'évolution de la vie complexe », nous examinons comment l'OP a été vitale pour l'évolution de la vie complexe sur Terre. Dans la section « L'environnement sur les planètes RD en relation avec l'OP et les modèles de croissance des plantes sur Terre », nous discutons de l'environnement sur les RDP en relation avec l'OP et la croissance des plantes, et faisons l'analogie avec certaines régions de la Terre. Enfin, dans la section « RDs et l'abondance de la vie biotique », nous démontrons par un calcul quantitatif, comment l'inclusion des RDPs améliore l'abondance des planètes biotiques putatives, potentiellement adaptées à la vie semblable à la Terre.


Presque toutes les étoiles hébergent au moins une planète extraterrestre

La grande majorité des étoiles de notre galaxie de la Voie lactée hébergent des planètes, dont beaucoup pourraient être capables de soutenir la vie telle que nous la connaissons, suggère une nouvelle étude.

Les astronomes ont détecté huit nouvelles exoplanètes candidates entourant les étoiles naines rouges voisines, qui représentent au moins 75 % des quelque 100 milliards d'étoiles de la galaxie. Trois de ces mondes sont à peine plus grands que la Terre et orbitent dans la "zone habitable", la plage de distances d'une étoile mère où de l'eau liquide pourrait exister à la surface d'une planète.

Les nouvelles découvertes impliquent que pratiquement toutes les naines rouges de la Voie lactée ont des planètes, et au moins 25% de ces étoiles dans le voisinage du soleil hébergent des "super-Terres" habitables, ont déclaré les chercheurs. [9 exoplanètes qui pourraient héberger une vie extraterrestre]

"Nous sondons clairement une population très abondante de planètes de faible masse, et nous pouvons facilement nous attendre à en trouver beaucoup plus dans un proche avenir, même autour des étoiles les plus proches du soleil", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Mikko Tuomi, de l'Université du Hertfordshire. au Royaume-Uni, a déclaré dans un communiqué.

Tuomi et ses collègues ont repéré les exoplanètes candidates après avoir combiné les données recueillies par deux instruments, le High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) et le Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES), tous deux exploités par l'Observatoire européen austral au Chili.

HARPS et UVES utilisent tous deux la technique de la vitesse radiale, qui détecte les exoplanètes en remarquant les minuscules oscillations qu'elles induisent dans le mouvement de leurs étoiles mères vers ou loin de la Terre.

"Nous examinions uniquement les données d'UVES et avons remarqué une certaine variabilité qui ne pouvait pas être expliquée par un bruit aléatoire", a déclaré Tuomi. "En combinant ceux-ci avec les données de HARPS, nous avons réussi à repérer ce transport spectaculaire de candidats planètes."

Les huit nouveaux candidats encerclent des étoiles situées entre 15 et 80 années-lumière de la Terre. Les mondes orbitent autour de leurs étoiles mères à des distances allant de 0,05 à quatre fois la distance Terre-Soleil (qui est d'environ 93 millions de miles ou 150 millions de kilomètres), ont déclaré les chercheurs.

Les nouvelles détections renforcent les observations faites par le prolifique télescope spatial Kepler de la NASA, qui a été lancé en 2009 pour chasser des mondes extraterrestres autour d'étoiles qui se trouvent considérablement plus loin de la Terre.

"Ce résultat est quelque peu attendu dans le sens où les études de naines rouges lointaines avec la mission Kepler indiquent une population importante de planètes à petit rayon", a déclaré le co-auteur de l'étude Hugh Jones, également de l'Université du Hertfordshire. "Il est donc agréable de pouvoir confirmer ce résultat avec un échantillon d'étoiles parmi les plus brillantes de leur catégorie."

L'étude a été publiée aujourd'hui (3 mars) dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


La NASA a trouvé des centaines de nouvelles planètes potentielles

Les scientifiques font maintenant un pas de plus pour déterminer si la vie existe sur d'autres planètes.

La NASA a publié une liste de 219 nouvelles « planètes candidates » découvertes par le télescope spatial Kepler, dont 10 sont similaires à la taille de la Terre et pourraient être habitables par d'autres formes de vie. L'annonce de lundi marque la fin de la recherche par Kepler de planètes en orbite autour d'autres étoiles dans la constellation du Cygne, portant le décompte du télescope à 4 034 découvertes de planètes candidates.

Parmi ces découvertes, les scientifiques ont vérifié que 2 335 étaient des planètes. Plus de 30 de ces planètes confirmées sont de taille similaire à la Terre et dans la "zone habitable" de leur étoile - la distance d'une étoile où de l'eau liquide pourrait s'accumuler - tandis qu'une vingtaine d'autres qui correspondent à cette description restent non vérifiées, selon la NASA.

La plupart des planètes qu'ils ont découvertes sont plus petites que Neptune, qui fait environ quatre fois le diamètre de la Terre, a déclaré la chercheuse de Kepler, Susan Thompson, lors d'un point de presse lundi à Mountain View, en Californie.

Les découvertes de lundi se rapprochent de la résolution de l'un des grands mystères cosmiques de l'humanité, a-t-elle déclaré.

"Ce catalogue d'enquêtes sera la base pour répondre directement à l'une des questions les plus convaincantes de l'astronomie : combien de planètes comme notre Terre se trouvent réellement dans la galaxie ?"

Au-delà des ajouts au catalogue Kepler, les scientifiques travaillant sur la mission ont révélé lundi qu'ils avaient identifié deux groupes distincts de petites planètes, dont la taille varie de la Terre à Neptune.

Environ la moitié sont similaires à Neptune en taille et en composition en ce sens qu'elles ont des atmosphères épaisses et sont principalement des gaz sans "aucune surface à proprement parler", a déclaré lundi Benjamin Fulton, un doctorant qui a analysé les découvertes de Kepler. L'autre moitié est de taille similaire à la Terre et est rocheuse avec peu ou pas d'atmosphère.

La découverte de cette distinction "affine la ligne de démarcation entre les planètes potentiellement habitables et celles qui sont inhospitalières à la vie telle que nous la connaissons", a expliqué Fulton, la comparant à "la découverte que les mammifères et les lézards sont des branches distinctes de l'arbre de vie".

Il a également révélé la probabilité que ces planètes rocheuses potentiellement habitables ne soient généralement pas plus grandes que 75% plus grandes que la Terre, a-t-il déclaré.

L'annonce de lundi de la NASA marque la huitième publication de données par Kepler après une mission de quatre ans et des années d'analyse des résultats. Depuis 2014, Kepler a participé à une deuxième mission pour trouver plus d'exoplanètes dans différentes zones du cosmos.


Les naines rouges pourraient avoir des planètes hébergeant des vies extraterrestres, suggèrent les scientifiques

© Mark A Garlick / Université de Warwick

Les naines rouges sont les étoiles les plus communes de notre galaxie. Plus petites et plus froides que le Soleil, leur nombre élevé signifie que de nombreuses planètes semblables à la Terre trouvées jusqu'à présent par les scientifiques sont en orbite autour de l'une d'entre elles. Le problème est que, pour maintenir des températures qui permettent l'existence de l'eau liquide, condition essentielle à la vie, ces planètes doivent orbiter très près de leurs étoiles, bien plus, en fait, que la Terre ne le fait vers le Soleil.

© Mark A Garlick / Université de Warwick

L'inconvénient est que les naines rouges sont capables de générer des éruptions intenses, beaucoup plus violentes et énergiques que celles lancées par notre Soleil relativement pacifique, et cela a fait douter les scientifiques de leur capacité à héberger des planètes capables d'entretenir la vie.

Comment les flares affectent-ils ?

Ce n'est un secret pour personne que, dans une large mesure, la vie sur Terre dépend de l'énergie de son étoile pour exister. Ce qui ne veut pas dire que parfois, comme le font toutes les étoiles, le Soleil fait ressortir son génie et nous envoie de fortes éruptions qui ont le potentiel de rendre nos centrales électriques et nos réseaux de télécommunications inutiles. Malgré cela, le Soleil est relativement faible par rapport aux autres étoiles. Et parmi les plus violentes se trouvent, justement, les naines rouges.

Illustration d'une étoile naine rouge © NASA

Maintenant, une équipe de chercheurs a étudié comment l'activité de ces éruptions peut affecter les atmosphères et la capacité de soutenir la vie de planètes similaires à la nôtre qui orbitent autour d'étoiles de faible masse. Ils ont présenté leurs conclusions mercredi lors de la 235e réunion de l'American Astronomical Society à Honolulu. L'ouvrage vient d'être publié dans Nature Astronomy.

Selon les mots d'Allison Youngblood, astronome à l'Université du Colorado à Boulder et co-auteur de l'étude, « Notre Soleil est un géant silencieux. Elle est plus âgée et moins active que les étoiles plus petites et plus jeunes. De plus, la Terre possède un puissant bouclier magnétique qui dévie la plupart des vents destructeurs du Soleil. Le résultat est une planète, la nôtre, grouillante de vie.

Mais pour les planètes qui orbitent autour des naines rouges, la situation est très différente. En fait, nous savons que les éruptions solaires et les éjections de masse coronale associées émises par ces étoiles peuvent être très préjudiciables aux perspectives de vie sur ces mondes, dont beaucoup ne disposent pas non plus de boucliers magnétiques. En effet, selon les auteurs, ces événements ont une profonde influence sur l'habitabilité des planètes.

Les éventuelles éruptions et éclaboussures au fil du temps (comme c'est le cas avec le Soleil) ne sont pas un problème. Mais chez de nombreuses naines rouges, cette activité est pratiquement continue, avec des poussées fréquentes et prolongées. Dans l'étude, dit Howard Chen de l'Université Northwestern et le premier auteur de l'article, « Nous avons comparé la chimie atmosphérique des planètes qui subissent des éruptions fréquentes avec des planètes qui n'en subissent pas. La chimie atmosphérique à long terme est très différente. Les éruptions continues, en effet, poussent la composition atmosphérique d'une planète vers un nouvel équilibre chimique. »

Un espoir pour la vie

La couche d'ozone dans l'atmosphère, qui protège une planète des rayons ultraviolets nocifs, peut être détruite par une intense activité de torche. Cependant, au cours de leur étude, les chercheurs ont été surpris : dans certains cas, l'ozone a bel et bien persisté malgré les éruptions.

Pour reprendre les mots de Daniel Horton, auteur principal de la recherche, « Nous avons découvert que les éruptions stellaires peuvent ne pas exclure l'existence de la vie. Dans certains cas, la combustion n'érode pas tout l'ozone atmosphérique. La vie à la surface pourrait encore avoir une chance de se battre.

Un autre côté positif de l'étude est la découverte que l'analyse des éruptions solaires peut aider à la recherche de la vie. En effet, les torchères peuvent faciliter la détection de certains gaz qui sont des biomarqueurs. Les chercheurs ont découvert, par exemple, qu'une éruption stellaire peut mettre en évidence la présence de gaz tels que l'acide nitrique, le dioxyde nitreux et le protoxyde d'azote, qui peuvent être générés par des processus biologiques et donc indiquer la présence de vie.

« Les phénomènes météorologiques spatiaux », dit Chen, « sont souvent considérés comme un obstacle à l'habitabilité. Mais notre étude a montré quantitativement que ces phénomènes peuvent nous aider à détecter des signatures gazeuses importantes qui pourraient signifier des processus biologiques. »


22% des étoiles semblables au Soleil ont des planètes de la taille de la Terre dans la zone habitable

Quelle est la fréquence des planètes comme la Terre ? C'est une question que les astronomes et les rêveurs se posent depuis des décennies, et maintenant, grâce au vaisseau spatial Kepler, ils ont une réponse. Une étoile semblable au Soleil sur cinq dans notre galaxie possède des planètes de la taille de la Terre qui pourraient héberger la vie, selon une étude récente des données de Kepler.

“Ce que cela signifie, c'est que lorsque vous regardez les milliers d'étoiles dans le ciel nocturne, l'étoile solaire la plus proche avec une planète de la taille de la Terre dans sa zone habitable n'est probablement qu'à 12 années-lumière et peut être vue avec le oeil nu. C'est incroyable », a déclaré Erik Petigura, étudiant diplômé de l'UC Berkeley, qui a dirigé l'analyse des données de l'observatoire Kepler et Keck.


La mission du télescope Kepler était d'essayer de trouver de petites planètes rocheuses susceptibles d'héberger de l'eau liquide et peut-être les ingrédients nécessaires à la biologie. Pendant quatre ans, le télescope spatial a surveillé la luminosité de plus de 150 000 étoiles, enregistrant une mesure toutes les 30 minutes.


Une analyse effectuée par des astronomes de l'UC Berkeley et de l'Université d'Hawaï montre qu'une étoile semblable au soleil sur cinq possède des planètes potentiellement habitables de la taille de la Terre. (Animation par UC Berkeley/UH-Manoa/Illumina Studios)

Pour une étude ciblée récente, les scientifiques se sont concentrés sur 42 000 étoiles semblables au soleil (étoiles de type G et K), à la recherche de gradations périodiques qui se produisent lorsqu'une planète transite ou passe devant son étoile hôte. Une équipe de scientifiques de la mission Kepler et du télescope Keck à Hawaï ont annoncé qu'à partir de cette enquête, ils ont trouvé 603 planètes, dont 10 ont la taille de la Terre et orbitent dans la zone habitable, où les conditions permettent l'eau liquide de surface.

Comme il y a environ 200 milliards d'étoiles dans notre galaxie, dont 40 milliards comme notre Soleil, le célèbre chasseur de planètes Geoff Marcy a déclaré que cela nous donne environ 8,8 milliards de planètes de la taille de la Terre dans la Voie lactée.

Mais Marcy a également averti que les planètes de la taille de la Terre sur des orbites de la taille de la Terre ne sont pas nécessairement hospitalières à la vie, même si elles orbitent dans la zone habitable d'une étoile où la température n'est ni trop chaude ni trop froide.

« Certains peuvent avoir des atmosphères épaisses, ce qui rend la surface si chaude que les molécules de type ADN ne survivraient pas. D'autres peuvent avoir des surfaces rocheuses qui pourraient abriter de l'eau liquide convenant aux organismes vivants », a déclaré Marcy. « Nous ne savons pas quelle gamme de types de planètes et leurs environnements conviennent à la vie. »

L'analyse de quatre années de mesures de précision de Kepler montre que 22±8% des étoiles semblables au Soleil ont des planètes de la taille de la Terre dans la zone habitable. Si ces planètes sont aussi répandues localement que dans le champ de Kepler, alors la distance à la plus proche est d'environ 12 années-lumière.Crédit : Petigura/UC Berkeley, Howard/UH-Manoa, Marcy/UC Berkeley.

Toutes les planètes potentiellement habitables trouvées dans leur étude se situent autour des étoiles K, qui sont plus froides et légèrement plus petites que le soleil, a déclaré Petigura. Mais l'analyse de l'équipe montre que le résultat pour les étoiles K peut être extrapolé aux étoiles G comme le soleil.

Le vaisseau spatial Kepler est maintenant paralysé à cause de gyroscopes défectueux, mais les scientifiques disent que si Kepler avait survécu pendant une mission prolongée, il aurait obtenu suffisamment de données pour détecter directement une poignée de planètes de la taille de la Terre dans les zones habitables des étoiles de type G.

Si les étoiles du champ Kepler sont représentatives des étoiles du voisinage solaire, alors la planète la plus proche (taille de la Terre) devrait orbiter autour d'une étoile située à moins de 12 années-lumière de la Terre et pouvant être vue à l'œil nu. Les futurs instruments pour imager et prendre des spectres de ces Terres n'auront qu'à observer quelques dizaines d'étoiles proches pour détecter un échantillon de planètes de la taille de la Terre résidant dans les zones habitables de leurs étoiles hôtes.

“Pour la NASA, ce nombre - qu'une étoile sur cinq a une planète un peu comme la Terre - est vraiment important, car les missions qui succéderont à Kepler essaieront de prendre une photo réelle d'une planète, et la taille du télescope qu'ils doivent construire dépend sur la proximité des planètes les plus proches de la taille de la Terre », a déclaré Andrew Howard, astronome à l'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï. “Une abondance de planètes en orbite autour d'étoiles proches simplifie ces missions de suivi.”


Comment détecter les signes de vie des planètes entourant les étoiles mourantes

Un rendu artistique de l'atmosphère d'une planète avec une étoile naine blanche à l'horizon.

Jack Madden, Institut Carl Sagan, Université Cornell

Des observations de planètes se formant autour d'étoiles naissantes aux planètes entourant des restes de naines blanches mortes d'étoiles comme la nôtre, l'astronomie nous donne les outils pour examiner à la fois notre passé lointain et notre avenir lointain. Ce qui est clair, c'est que dans environ 5 milliards d'années, notre Soleil commencera ses machinations stellaires en tant que géante rouge en expansion, laissant finalement derrière lui un vestige mourant de lui-même.

Mais dans un article qui vient d'être publié dans Les lettres du journal astrophysique, les astronomes de l'Université Cornell viennent de définir une feuille de route pour détecter les biosignatures spectrales potentielles des exo-terres qui pourraient entourer les naines blanches mourantes. L'idée est qu'au moins quelques planètes rocheuses pourraient survivre ou se former à partir de l'agonie tumultueuse de leurs étoiles mères.

Les naines blanches ne sont que légèrement plus grosses que la Terre et se refroidissent sur des milliards d'années. Et comme le notent les auteurs, bien que les naines blanches nouvellement formées soient extrêmement chaudes avec des températures allant jusqu'à 100 000 Kelvin (K), elles se refroidissent progressivement au fil du temps en raison d'un manque de source de chaleur interne.

Une naine blanche moyenne s'est refroidie à 6 000 K après environ deux milliards d'années, mais il faut ensuite huit milliards d'années supplémentaires pour atteindre 4 000 K, fournissant aux planètes près de deux fois la durée de vie de la Terre dans une zone habitable continue de naine blanche, écrivent les auteurs.

Selon les scientifiques, il n'y a qu'une seule autre planète dans notre galaxie qui pourrait ressembler à la Terre

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À ce jour, les astronomes n'ont que des indices que de telles planètes encerclant des naines blanches existent réellement. Aucun n'a encore été repéré.

Mais si les astronomes ont la chance de trouver une exo-terre transitant par une naine blanche, ils peuvent être assurés qu'elle peut bloquer jusqu'à 70% de la surface de la naine blanche. Ainsi, le rapport de contraste entre la planète et la naine blanche est de plusieurs ordres de grandeur meilleur qu'autour d'une étoile normale brûlant de l'hydrogène, m'a dit Lisa Kaltenegger, l'une des co-auteures de l'article et directrice du Carl Sagan Institute de Cornell.

Kaltenegger espère que les futurs télescopes extrêmement grands (ELT) et le télescope spatial James Webb de la NASA devraient être capables de caractériser de telles planètes jusqu'à au moins 100 années-lumière. Quelque 130 de ces naines blanches se trouvent déjà à moins de 100 années-lumière du Soleil, dit-elle.

Kaltenegger dit que si de telles planètes extrasolaires semblables à la Terre entourent des naines blanches, alors les astronomes devraient être en mesure de prendre une spectroscopie de leurs atmosphères planétaires en utilisant la lumière de fond de la naine blanche faible.

L'équipe dit que la détection atmosphérique de l'ozone, du méthane, de l'oxygène et du protoxyde d'azote serait toutes des biosignatures potentielles d'une telle planète en orbite autour d'une naine blanche.

Combien d'exo-terres en orbite autour de naines blanches pourraient réellement exister ?

"C'est une grande inconnue", a déclaré Kaltenegger. Plus de 95% de toutes les étoiles de l'univers finiront leur vie en tant que naines blanches, dit-elle, mais les astronomes n'ont pas encore trouvé de planète rocheuse autour d'une naine blanche.

Sur la base des mesures de Hubble effectuées avec le spectrographe imageur du télescope spatial, un . [+] l'équipe internationale a découvert que Sirius B a une masse qui correspond à 98 % de celle de notre propre Soleil. Malgré cette masse importante, Sirius B n'a que 12 000 kilomètres de diamètre, ce qui le rend même plus petit que la Terre et beaucoup plus dense. Le puissant champ gravitationnel de Sirius B est 350 000 fois supérieur à celui de la Terre, ce qui signifie qu'une personne de 68 kilogrammes pèserait 25 millions de kilogrammes debout à sa surface.

Mais est-il vraiment probable qu'une exo-terre qui a subi les ravages d'une géante rouge en expansion puisse encore abriter la vie ?

Nous ne savons pas si la vie pourrait survivre à la phase de géante rouge et, plus important encore, à la mort de son étoile, explique Kaltenegger.

Les planètes que nous trouverons autour des naines blanches seront-elles réellement des planètes qui se sont formées après que l'étoile ait déjà traversé sa phase de géante rouge ?

Kaltenegger dit que certains chercheurs pensent que ces planètes doivent être des planètes de deuxième génération formées autour de la naine blanche après que l'étoile d'origine ait déjà traversé sa phase de géante rouge. Mais elle dit que d'autres soutiennent que les planètes des confins d'un système solaire pourraient survivre à la phase de la géante rouge et ensuite être déplacées dynamiquement vers l'intérieur vers une orbite stable.

"La grande question est de savoir si vous pouvez maintenir ou re-livrer de l'eau à de telles planètes dans l'un ou l'autre scénario", a déclaré Kaltenegger.

Ce qui est certain, c'est que dans quelques milliards d'années, notre soleil sera à court de carburant, perdra ses couches externes, laissant une coquille de naine blanche d'elle-même. Quant au sort de la Terre pendant tout cela ? Cela reste un sujet de débat brûlant.

Caractériser une planète rocheuse autour d'une naine blanche nous donnera la première idée de savoir si les planètes peuvent survivre à la mort de leurs étoiles, de quoi est faite leur atmosphère et s'il y a de l'eau, explique Kaltenegger.

"Et s'il y avait des signes de vie sur de telles planètes, cela nous parlerait de l'incroyable ténacité de la vie", a déclaré Kaltenegger.


‘Sextuply-eclipsing’ — Les astronomes découvrent un système à six étoiles qui s'éclipsent les unes les autres

Transiting Exoplanet Survey Satellite ou TESS de la NASA | Wikimédia

Bangalore : Les astronomes utilisant le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA ont observé un système à six étoiles appelé TIC 168789840, également connu sous le nom de TYC 7037-89-1, à environ 2 000 années-lumière de la Terre.

Les astronomes l'ont également appelé le « système d'étoiles sextuples à éclipses sextuples » ’. Ce système lointain a été découvert à l'aide du superordinateur de la NASA appelé Discover en extrayant des informations utiles à partir d'années de données TESS existantes.

Bien qu'il soit difficile de distinguer les étoiles individuelles, elles ont montré un schéma cohérent de gradation et d'éclaircissement à travers lequel les astronomes ont pu comprendre que la lumière des étoiles était éclipsée par d'autres étoiles (et non par des planètes) avec une ligne de vue depuis la Terre.

La découverte et l'analyse du système six étoiles ont été signalées sur un serveur de pré-impression (pas encore évalué par les pairs) arXiv. Il a été accepté pour publication dans la revue Le journal astronomique.

Système d'éclipse sextuple

Le système stellaire est le quatrième système stellaire sextuple connu où six étoiles sont liées gravitationnellement les unes aux autres. Le plus célèbre d'entre eux est le système Castor découvert à l'origine au 18ème siècle dans la constellation des Gémeaux mais identifié en 1920 comme un système sextuple, et est situé à environ 51 années-lumière de la Terre.

Il existe de nombreuses configurations dans lesquelles six étoiles tournent autour d'un centre commun ou entre elles. Dans un autre système sextuple, connu sous le nom de système ADS 9731, quatre étoiles entourent un point commun, dont deux étoiles sont en fait des binaires.

Cependant, le TIC 168789840 est aligné différemment. Deux paires d'étoiles internes orbitent autour d'un barycentre commun (le centre de masse du système) tous les 3,7 ans, tandis que la paire binaire externe tourne autour des quatre étoiles internes tous les 2 000 ans. Parmi celles-ci, les trois paires d'étoiles binaires sont également constituées de deux étoiles qui tournent autour du centre de masse commun de l'autre.

L'un des deux binaires internes tourne l'un autour de l'autre en 31 heures, tandis que l'autre le fait en 38 heures. Les étoiles binaires extérieures tournent les unes autour des autres en environ 197 heures.

The inner binaries orbit too close to each other, causing any potential planet to be ejected, explained the astronomers. However, the outer binaries may host planets that could have stellar views of multiple suns and sunsets.

This is the first star system where all stars in the same system eclipse each other from our line of sight, leading the astronomers to describe the system as sextuply-eclipsing.

AI in astronomy

Astronomy is increasingly becoming reliant on machine learning and large scale data processing due to the sheer volume of information being acquired on a daily basis.

Lead authors Brian Powell, a data scientist at NASA’s High Energy Astrophysics Science Archive Research Center, and Veselin Kostov, an astrophysicist at the US-based SETI Institute, designed a neural network that could identify eclipsing binary stars when combing through the TESS data.

TIC 168789840 is also the only sextuple star system in our line of sight where the stars transit or pass in front of one another. Such transits are typically observed in exoplanets, where planets move in front of a star, causing a dimming in starlight and with which scientists can deduce the size of the planet blocking the star.

The neural network “studied” nearly 80 million records that dealt with such dimming of starlight caused by other stars, and discovered many such multiple star super systems. TIC 168789840 was discovered in March 2020, after which amateur astronomers were made aware of the data and contributed to confirmed it through observations.

Astronomers are still not clear on how such large star systems with multiple stars were formed. One of the authors has speculated that in this system, three stars were formed first from a central cloud, after which each star was enveloped with material from the same cloud, giving them all an eventual secondary companion.

Discoveries of such star systems and observations of their behaviour can give more insight into how these systems were formed and evolve, thus improving our understanding of the universe.

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Milky Way's Planets Include At Least 17 Billion About Earth's Size, NASA's Kepler Telescope Shows

The Milky Way hosts at least 17 billion Earth-size alien planets, and probably many more, a new study reveals.

Astronomers have determined that about 17 percent of stars in our galaxy harbor a roughly Earth-size exoplanet in a close orbit. Since there are 100 billion or so stars in the Milky Way, that works out to a minimum of 17 billion small, rocky alien worlds, or an Earth-size planet around one of every six stars.

And there are probably many more such planets orbiting at greater distances from their stars, some of which may even be "alien Earths" capable of supporting life as we know it.

"These kind of rocky objects are everywhere," team member Francois Fressin, of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), told reporters today (Jan. 7) during a meeting of the American Astronomical Society in Long Beach, Calif. [The Strangest Alien Planets (Gallery)]

Crunching the numbers

The research team conducted an analysis of data collected by NASA's planet-hunting Kepler Space Telescope.

Kepler detects alien worlds by noting the telltale dips in brightness caused when planets cross the face of — or transit — their parent stars from the instrument's perspective. The telescope, which launched in March 2009, flagged more than 2,700 potential planets in its first 22 months of operation, more than 100 of which have been confirmed to date.

The research team wanted to know how complete and accurate Kepler's survey has been — that is, what percentage of its finds are real, and how many planets is it likely missing? So they came up with a simulation that mimicked the telescope's work, finding that about 90 percent of its detections are probably the real deal.

"There is a list of astrophysical configurations that can mimic planet signals, but altogether, they can only account for one-tenth of the huge number of Kepler candidates," Fressin said in a statement. "All the other signals are bona-fide planets."

The study has been accepted for publication in The Astrophysical Journal.

Planets, planets everywhere

Using information from both the actual and simulated Kepler surveys, the team calculated some estimates about how common different types of planets are thoughout the Milky Way.

They determined, for example, that 17 percent of stars have a planet 0.8 to 1.25 times the size of Earth in tight orbits, with periods of 85 days or less. About 25 percent of stars have a so-called "super-Earth" (worlds 1.25 to 2 times as big as our own) in an orbit of 150 days or less — the same percentage that hosts a "mini-Neptune" (a planet 2 to 4 times Earth's size) with an orbital period up to 250 days.

Big planets such as Saturn or Jupiter are far less common. Only 5 percent of stars harbor a gas giant with an orbital period of 400 days or less, researchers said.

Overall, the team found that about 50 percent of all stars in the Milky Way have a planet the size of Earth or larger in a tight orbit. Extrapolation and incorporation of data from other instruments suggest that virtually all sun-like stars host planets, Fressin said.

Further, stars don't have to be sun-like to host an Earth-size world. The team also determined that small and medium-size exoplanets are commonly found around red dwarfs as well, which are smaller and cooler than our star.

"Earths and super-Earths aren’t picky," said co-author Guillermo Torres, also of the CfA. "We’re finding them in all kinds of neighborhoods."

Kepler generally requires three planetary transits to flag a potential alien world. Since more tightly orbiting planets transit more frequently, the telescope's early findings have been biased toward close-in worlds. But as Kepler continues to operate, it should find more and more planets farther from their host stars — including, perhaps, Earth-size worlds in Earthlike orbits.


Voir la vidéo: Kolmanda planeedi saladus eesti keeles (Septembre 2022).