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La planète natale de Luke Skywalker dans Star Wars relève de la science-fiction. Mais des planètes semblables à Tatooine en orbite autour d’étoiles doubles pourraient être notre meilleur atout dans la recherche de planètes habitables au-delà de notre système solaire.

De nombreuses étoiles dans l’univers vont par paires. Et beaucoup d’entre elles devraient avoir des planètes en orbite autour d’elles (SN : 25/10/21). Cela signifie qu’il pourrait y avoir beaucoup plus de planètes en orbite autour de binaires qu’autour d’étoiles solitaires comme la nôtre. Mais jusqu’à présent, personne n’avait une idée claire de la possibilité que l’environnement de ces planètes soit propice à la vie. De nouvelles simulations informatiques suggèrent que, dans de nombreux cas, la vie pourrait imiter l’art.

Des planètes semblables à la Terre en orbite autour de certaines configurations d’étoiles binaires peuvent rester sur des orbites stables pendant au moins un milliard d’années, ont rapporté des chercheurs le 11 janvier lors de la réunion de l’American Astronomical Society. Selon les chercheurs, cette stabilité serait suffisante pour permettre à la vie de se développer, à condition que les planètes ne soient pas trop chaudes ou trop froides.

Parmi ces planètes, environ 15 % sont restées dans leur zone habitable – une région tempérée autour de leur étoile où l’eau peut rester liquide – la plupart du temps, voire tout le temps.

Les chercheurs ont effectué des simulations de 4 000 configurations d’étoiles binaires, chacune avec une planète de type terrestre en orbite autour d’elle. L’équipe a fait varier des éléments tels que les masses relatives des étoiles, les tailles et les formes des orbites des étoiles l’une autour de l’autre, et la taille de l’orbite de la planète autour de la paire binaire.

Les scientifiques ont ensuite suivi le mouvement des planètes pendant une simulation pouvant aller jusqu’à un milliard d’années, afin de déterminer si les planètes resteraient en orbite sur des échelles de temps susceptibles de permettre l’apparition de la vie.

Une planète en orbite autour d’une étoile binaire peut être expulsée du système stellaire en raison d’interactions complexes entre la planète et les étoiles. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont constaté que, pour les planètes ayant de grandes orbites autour de paires d’étoiles, seule une planète sur huit était expulsée du système. Les autres étaient suffisamment stables pour rester en orbite pendant tout le milliard d’années. Environ une planète sur dix s’est installée dans sa zone habitable et y est restée.

Sur les 4 000 planètes que l’équipe a simulées, environ 500 ont maintenu des orbites stables qui les ont maintenues dans leur zone habitable au moins 80 % du temps.

« La zone habitable… telle que je l’ai caractérisée jusqu’à présent, va du gel à l’ébullition », a déclaré Michael Pedowitz, un étudiant de premier cycle du College of New Jersey à Ewing qui a présenté les recherches. Leur définition est trop stricte, a-t-il ajouté, parce qu’ils ont choisi de modéliser des planètes semblables à la Terre, sans atmosphère ni océans. C’est plus simple à simuler, mais cela permet également aux températures de fluctuer de manière très importante sur une planète en orbite.

« Une atmosphère et des océans permettraient de lisser assez bien les variations de température », explique Mariah MacDonald, coauteur de l’étude et astrobiologiste également au College of New Jersey. Une abondance d’air et d’eau permettrait potentiellement à une planète de maintenir des conditions habitables, même si elle passait plus de temps en dehors de la zone habitable nominale autour d’un système stellaire binaire.

Le nombre de planètes potentiellement habitables « augmentera une fois que nous aurons ajouté des atmosphères », déclare Mme MacDonald, « mais je ne peux pas encore dire de combien. »

Elle et Pedowitz espèrent construire des modèles plus sophistiqués dans les mois à venir, ainsi qu’étendre leurs simulations au-delà d’un milliard d’années et inclure les changements dans les étoiles qui peuvent affecter les conditions dans un système solaire à mesure qu’il vieillit.

La possibilité de planètes stables et habitables dans des systèmes d’étoiles binaires est une question d’actualité, selon Jason Wright, astrophysicien de Penn State, qui n’a pas participé à l’étude.

« À l’époque de la sortie de La Guerre des étoiles, dit-il, nous ne connaissions pas de planètes en dehors du système solaire, et nous n’en aurions pas vu avant 15 ans. Maintenant, nous savons qu’il y en a beaucoup et qu’elles orbitent autour de ces étoiles binaires. »

Ces simulations de planètes en orbite autour de binaires pourraient servir de guide pour de futures expériences, selon Wright. « Il s’agit d’une population de planètes sous-explorée. Il n’y a aucune raison pour que nous ne puissions pas aller les chercher, et des études comme celle-ci nous montrent vraisemblablement qu’il vaut la peine d’essayer. »

Adaptation Terra Projects

source : https://www.sciencenews.org/

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