Voila une mauvaise nouvelle pour l’exoplanète estimée habitable Proxima b, qui est, à ce que l’on sait actuellement, la plus proche de la Terre et que certains “astro-entrepreneurs” prévoyaient de visiter, ainsi que pour toutes les planètes similaires à la Terre orbitant des naines rouges qui représentent la grande majorité des étoiles trouvées dans notre galaxie.

Selon de nouvelles recherches de la NASA, les planètes situées dans la zone habitable des systèmes aux étoiles naines rouges (comme Proxima b) pourraient perdre trop d’oxygène pour contenir de l’eau liquide et donc la vie (telle que nous la connaissons).

Image d’entête : représentation d’une naine rouge “ultra fraiche” (TRAPPISTE-1) hébergeant 3 planètes. (ESO/M. Kornmesser)

Habituellement, les scientifiques essayent de déterminer des zones habitables en se basant sur la quantité de chaleur et de lumière que l’étoile hôte émet. Mais cette nouvelle recherche prend en compte des éruptions stellaires et le taux de la perte d’oxygène atmosphérique pour construire une image plus affinée de l’endroit où peuvent se tenir des planètes similaires à la Terre dans un système d’étoiles.

Comme les naines rouges, qui représentent 75% des milliards d’étoiles de notre galaxie, sont sensiblement moins chaudes que les étoiles semblables au soleil, elles ont tendance à être plus actives, produisant de plus puissantes super éruptions stellaires, surtout lorsqu’elles sont jeunes.

L’équipe a développé un modèle pour étudier comment les rayons X de haute énergie et les rayons ultraviolets que les naines rouges diffusent engendrent la fuite dans l’espace de l’oxygène de l’atmosphère de planètes habitables. Cette « érosion atmosphérique » pourrait donc remettre en question l’habitabilité de Proxima B, l’exoplanète située dans le système d’étoiles naines rouges Proxima Centauri, à moins de 5 années-lumière d’ici.

La zone habitable (en vert) de l’exoplanète Proxima b en orbite autour de son étoile Proxima centauri (ESO/M. Kornmesser/G. Coleman)

Selon Alex Glocer, un astrophysicien du Goddard Space Flight Center de la NASA  et coauteur de l’étude :

Plus il y a de rayons X et d’énergie ultraviolette extrême, plus d’électrons sont générés et plus l’effet d’échappement des ions est important. Cet effet est très sensible à la quantité d’énergie que l’étoile émet, ce qui signifie qu’elle doit jouer un rôle important dans la détermination de ce qui est et n’est pas une planète habitable.

Ce rayonnement peut donc dépouiller les électrons des molécules dans les atmosphères des planètes en orbite. Ces électrons s’échappent facilement dans l’espace et ils entraînent les ions chargés positivement nouvellement créés avec eux. Des éléments légers, comme l’hydrogène, se perdent assez facilement dans ce processus. Et le rayonnement des super éruptions stellaires peut faire monter d’un cran « l’érosion atmosphérique », en chassant l’oxygène et l’azote, les éléments clés de la vie.

L’équipe a déterminé la quantité d’oxygène atmosphérique perdu en fonction de l’âge des naines rouges et leurs distance des planètes qu’elles hébergent. Proxima b, par exemple, orbite 20 fois plus près son étoile que la Terre du Soleil. Les chercheurs ont estimé que la planète subit des tempêtes stellaires toutes les deux heures. En fonction des hypothèses concernant la taille et la composition de Proxima b, son oxygène devrait disparaitre en 10 millions d’années.

La perte à la fois de l’hydrogène et de l’oxygène atmosphérique réduit et élimine les réserves d’eau d’une planète avant que la vie ait une chance de s’y implanter.

En bref, les choses ne semblent pas propices à la vie sur Proxima B ou d’autres planètes qui tourne trop près autour de naines rouges, qui sont les étoiles les plus communes dans la galaxie : les 20 à 30 étoiles les plus proches de notre système solaire sont des naines rouges.

Selon le scientifique de la NASA, Vladimir Airapetian, responsable de la recherche :

Nous avons des résultats pessimistes pour les planètes autour de jeunes naines rouges dans cette étude, mais nous avons également une meilleure compréhension des étoiles qui ont de bonnes perspectives d’habitabilité. Comme nous en apprenons plus sur ce que nous avons besoin d’une étoile d’accueil, il semble de plus en plus que notre Soleil est juste une de ces étoiles hôtes parfaites, ayant soutenu la vie sur Terre.

Mais tout espoir n’est pas perdu, ce n’est qu’une modélisation. Pour vraiment le confirmer, il faudra attendre quelques années, lorsque le télescope spatial James Webb et d’autres renverront leurs premières données concernant l’atmosphère de Proxima b.

Les nouveaux résultats des chercheurs ont été publiés dans The Astrophysical Journal Letters : How Hospitable Are Space Weather Affected Habitable Zones? The Role of Ion Escape.