Bruno Combaz

D’après une idée initiale de Bruno Combaz – Lycée Berthollet - Annecy
Situation d’accroche –Thème 1
Les exoplanètes de la naine rouge Gliese 581
(Nombreux articles sur le site de Futura-Sciences)
Ce thème est très actuel, car lancé en 2007 à l’occasion de la découverte de deux exoplanètes situées sur
les bords de la zone habitable, repris aujourd’hui en 2010 car on vient de trouver une exoplanète en plein milieu de
la zone habitable.
« La découverte autour de l'étoile Gliese 581 (Gl 581) d'une planète extraterrestre marque une
étape importante car, pour la première fois, celle-ci réunit toutes les caractéristiques considérées
comme indispensables à l'apparition éventuelle d'une forme de vie.
Depuis maintenant douze années, les scientifiques ne cessent de détecter des planètes en dehors de notre
Système solaire. Depuis la première découverte par Michel Mayor en 1995, les observations se sont
succédées et leur nombre approche à présent les 230.
Mais la plupart n'ont amené que des déceptions. La majorité ne sont que des astres morts, en orbite autour
d'un cadavre stellaire qui les a enveloppées de ses rayonnements mortels avant d'agoniser. On connaît
aujourd'hui des planètes en orbite autour d'étoiles normales, d'étoiles géantes, d'étoiles naines, d'étoiles
doubles, et même d'étoiles triples. On a même observé des planètes solitaires qui ne tournent autour de
rien du tout.
On connaît des mondes recelant des traces d'eau, des géantes gazeuses, et même des planètes
potentiellement rocheuses comme la nôtre. Certaines ont été photographiées. Mais aucune ne présentait
cette dose minimale d'hospitalité qui aurait fait entrevoir une possibilité, même réduite, d'abriter la vie.
Aussi la découverte de Gliese 581c représente-t-elle un intérêt exceptionnel.
L'étoile Gliese 581. Crédit ESO. »

D’après une idée initiale de Bruno Combaz – Lycée Berthollet - Annecy
Une première exoTerre habitable autour de l'étoile Gliese 581 ?
(Futura-Sciences – Article daté du 30/09/2010 – par Laurent SACCO, journaliste scientifique)
Autour de l'étoile Gliese 581, on connaissait déjà des exoplanètes telluriques installées aux limites
de la zone d’habitabilité. Mais selon un groupe d’astronomes, l’exoTerre Gliese 581 g est bien plus
prometteuse : elle se trouve au milieu de la zone où l’eau peut être liquide. Elle est donc très
probablement habitable !
Située à 20,5 années-lumière dans la constellation de la Balance, la naine rouge Gliese 581 a beaucoup
fait parler d’elle en 2007 lorsque l’on a annoncé que deux de ses planètes étaient peut-être habitables.
Dans les deux cas, ces deux exoplanètes se trouvaient sur les bords de la fameuse zone d’habitabilité,
celle où l’eau peut rester liquide sur une planète, une condition obligatoire pour que puisse s’y développer
une vie semblable à celle que nous connaissons.
L'effet de serre, une donnée importante pour l'habitabilité
Cependant, avec le temps, l'habitabilité de Gliese 581c et de Gliese 581d est apparue problématique, car
on ignore tout des atmosphères qu’elles pourraient posséder. Bien que la masse de Gliese 581c soit
seulement d’environ 5 fois celle de la Terre alors que la masse de Gliese 581d est estimée entre 7 et 14
fois celle de notre planète, tout dépend de la présence ou non d’un effet de serre pour ces super Terre.
Si cet effet de serre est trop important sur Gliese 581c, son climat pourrait être celui de Vénus ; si l'effet
de serre n’existe pas sur Gliese 581d, elle pourrait être une planète glacée. Notons toutefois que dans ce
dernier cas, elle pourrait être une planète océan ressemblant à Europe. Pour un exobiologiste, il existe
plusieurs possibilités pour que se développe de la vie, comme l’a d’ailleurs illustré Arthur Clarke dans
son roman 2010 : odyssée 2.
Gliese 581g, une exoplanète très probablement habitable !
Comme il est indiqué sur le site de l’astronome et astrophysicien Steven S. Vogt de l'université de
Californie (Santa Cruz), tout vient de changer. À la tête d’une équipe comportant aussi des membres de
l'Institution Carnegie de Washington, le chercheur vient de publier avec ses collègues une véritable
bombe dans le milieu de l’exobiologie.
Après plus de 11 années d’études par la méthode des vitesses radiales de l’étoile Gliese 581, les
astronomes annoncent qu’il existe deux autres exoplanètes autour de cette étoile, dont Gliese 581g qui
serait très probablement habitable !
La masse de Gliese 581g ne serait que de 3 à 4 fois celle de la Terre et son diamètre serait d'environ
1,2 à 1,4 fois celui de notre planète. Comme elle se trouve au beau milieu de la zone d’habitabilité
de son étoile hôte, les chances que de l’eau liquide y existe sont bien plus grandes.
Cependant, il semblerait bien qu’elle soit en rotation synchrone, ce qui veut dire qu’elle
présenterait toujours la même face à Gliese 581. Si de la vie existe bel et bien à sa surface, elle doit
majoritairement se développer dans une bande entourant le Terminateur, c'est-à-dire la ligne
séparant le jour de la nuit sur cette exoplanète.

D’après une idée initiale de Bruno Combaz – Lycée Berthollet - Annecy
Une comparaison entre la taille du système de Gliese 581 et celle du Système solaire. © NSF
Les astronomes ont employé l’instrument HIRES équipant le télescope Keck I à l'observatoire WM Keck
à Hawaï. Ils ont joint les données collectées à celles obtenues à l’aide de HARPS (the High Accuracy
Radial velocity Planetary Search project) par un autre groupe, celui de l’université de Genève. Avec ses 6
exoplanètes en orbite circulaire, le système de Gliese 581 se met donc de plus en plus à ressembler à un
système planétaire comme le nôtre (on connaissait déjà le cas de HD 10180 avec peut-être 7 planètes).
Mais le plus extraordinaire n’est probablement pas là !
Étant donné le nombre relativement faible d'étoiles qui ont été suivies de près par les chasseurs de
planètes, la découverte d’une exoTerre vraiment habitable est venue étonnamment vite. Comme le dit
Steven Vogt à propos de ce type d’exoplanète : « Si elles sont rares, nous ne devrions pas en avoir trouvé
une si vite et si proche. La fraction de systèmes avec des planètes potentiellement habitables est
probablement de l'ordre de 10 ou 20 %, et quand vous multipliez cela par les centaines de milliards
d'étoiles dans la Voie lactée, vous trouvez qu’il pourrait y avoir des dizaines de milliards de ces systèmes
dans notre galaxie ».
À quand un voyage sur une cousine de Pandora ? Et s’il y avait vraiment un monolithe noir, laissé par une
civilisation extraterrestre quelque part sur la Lune, comme dans 2001, l’odyssée de l’espace ? En tout état
de cause, voilà une découverte qui doit renforcer la conviction des membres du programme Seti.
Question : Liste les caractéristiques des exo planètes étudiées qui penchent en faveur de leur habitabilité
ou au contraire en défaveur.