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L’enthousiasme a monté en flèche lorsque des planètes rocheuses semblables à la Terre ont été découvertes en orbite dans la zone habitable de certaines de nos étoiles les plus proches – jusqu’à ce que les espoirs de vie soient anéantis par les niveaux élevés de rayonnement qui bombardaient ces mondes.

Proxima-b, à seulement 4,24 années-lumière de distance, reçoit 250 fois plus de rayons X que la Terre et pourrait connaître des niveaux mortels de rayonnement ultraviolet à sa surface. Comment la vie pourrait-elle survivre à un tel bombardement ? Les astronomes de l’Université Cornell disent que la vie a déjà survécu à ce genre de rayonnement violent, et ils en ont la preuve : Nous.

Lisa Kaltenegger et Jack O’Malley-James font valoir leur point de vue dans un nouvel article publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Kaltenegger est professeur agrégé d’astronomie et directeur du Carl Sagan Institute de Cornell, dont O’Malley-James est chercheur associé.

Toute la vie sur Terre aujourd’hui a évolué à partir de créatures qui ont prospéré lors d’un assaut de rayonnement UV encore plus grand que Proxima-b, et d’autres proches exoplanètes. La Terre d’il y a 4 milliards d’années était un désordre chaotique, irradiée et chaude. Pourtant, malgré cela, la vie s’est d’une manière ou d’une autre accélérée et s’est ensuite développée.

Selon Kaltenegger et O’Malley-James, la même chose pourrait se produire en ce moment même sur certaines des exoplanètes les plus proches. Les chercheurs ont modélisé les environnements UV de surface des quatre exoplanètes les plus proches de la Terre qui sont potentiellement habitables : Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b et LHS-1140b.

Ces planètes orbitent autour de petites étoiles naines rouges qui, contrairement à notre soleil, éjectent des CME fréquemment, baignant leurs planètes dans un rayonnement UV à haute énergie. Bien qu’on ne sache pas exactement quelles sont les conditions qui prévalent à la surface des planètes en orbite autour de ces étoiles étincelantes, on sait que de telles éruptions sont biologiquement dommageables et peuvent provoquer une érosion des atmosphères planétaires. Des niveaux élevés de rayonnement provoquent la mutation, voire l’arrêt, de molécules biologiques telles que les acides nucléiques.

O’Malley-James et Kaltenegger ont modélisé diverses compositions atmosphériques, allant de celles semblables à la Terre d’aujourd’hui aux atmosphères « érodées » et « anoxiques », celles avec une atmosphère très mince qui ne bloque pas bien les rayons UV et celles qui ne sont pas protégées par la couche d’ozone, respectivement. Les modèles montrent qu’à mesure que les atmosphères se raréfient et que les niveaux d’ozone diminuent, de plus en plus de rayons UV de haute énergie atteignent le sol. Les chercheurs ont comparé les modèles à l’histoire de la Terre, de près de 4 milliards d’années à nos jours.

Bien que les planètes modélisées reçoivent un rayonnement UV plus élevé que celui émis par notre propre soleil aujourd’hui, il est nettement inférieur à ce que la Terre avait reçu il y a 3,9 milliards d’années.

« Étant donné que la Terre primitive était habitée, écrivent les chercheurs, nous montrons que le rayonnement UV ne devrait pas être un facteur limitant l’habitabilité des planètes en orbite autour des étoiles M. Nos mondes voisins les plus proches restent des cibles intrigantes pour la recherche de la vie au-delà de notre système solaire. »

Une question opposée se pose pour les planètes en orbite autour d’étoiles M inactives sur lesquelles le flux de rayonnement est particulièrement faible: l’évolution de la vie nécessite-t-elle les niveaux élevés de rayonnement de la Terre primitive ?

Les chercheurs ont évalué les taux de mortalité à différentes longueurs d’onde UV de l’extrémophile Deinococcus radiodurans, l’un des organismes les plus résistants au rayonnement connus à ce jour.

Toutes les longueurs d’onde du rayonnement UV ne sont pas aussi dommageables pour les molécules biologiques.

De nombreux organismes sur Terre emploient des stratégies de survie – y compris des pigments protecteurs, la biofluorescence et la vie sous le sol, l’eau ou la roche – pour faire face à des niveaux élevés de rayonnement qui pourraient être imités par la vie sur d’autres mondes, font remarquer les chercheurs. La vie souterraine serait plus difficile à trouver sur des planètes éloignées sans le type de biosignatures atmosphériques que les télescopes peuvent détecter.

« L’histoire de la vie sur Terre nous fournit une mine d’informations sur la façon dont la biologie peut surmonter les défis environnementaux que nous considérons comme hostiles », a déclaré O’Malley-James.

Dit Kaltenegger : « Nos recherches démontrent que dans la quête de la vie sur d’autres mondes, nos mondes les plus proches sont des cibles fascinantes à explorer. »

Adaptation La Terre du Futur

source : https://phys.org

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