Une vie possible au-delà des frontières terrestres - TPE

KHAFIF Linda 1ère S.2
FERRERO Emilia
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1
Année scolaire
2012-2013
Une vie possible au-delà des frontières terrestres ?
Voir plus loin
 Les Exoplanètes
 Autour de nous
o La planète rouge
o Système jovien
 Jupiter
 Les quatre principaux satellites Joviens
 Io
 Ganymède
 Callisto
 Le cas du satellite Europe
Les exoplanètes
Depuis quelques décennies, nous entendons
de plus en plus souvent parler
d’« exoplanètes », ou « planètes
extrasolaires ». Avec l’évolution des
technologies terrestres en termes
d’exobiologie, nous avons effectivement de
nos jours la possibilité d’observer
indirectement de lointains mondes. Ainsi, la
recherche de vie dite « extraterrestre » peut
désormais se faire au-delà de notre Système
Solaire, parfois au fin fond même de la Voie
Lactée ! Néanmoins, en comparaison avec
l’immensité de l’Espace et notre galaxie, les
planètes ainsi découvertes se situent
relativement proches de nous, terriens.
Diverses méthodes de détection de corps célestes éloignés de notre Terre ont été mises au
point durant ce dernier siècle. Ainsi, aujourd’hui, les scientifiques ne s’arrêtent plus à la
simple théorie faute de technologies suffisamment avancées, mais tentent par tous les moyens
mis à leur disposition d’appliquer les diverses techniques que nous connaissons actuellement.
Un objectif primordial de cette recherche mondiale reste la quête de planètes « habitables »,
sur lesquelles pourrait se trouver de l’eau sous forme liquide. Sur les plus de 899 exoplanètes
connues de à ce jour (soit au 30 juin 2013), sept pourraient être potentiellement habitables.
Il s’agit effectivement de :
 Gliese-581d, découverte en 2007, planète à l’épaisse atmosphère de CO2 où règnent
des pressions écrasantes bien que les températures y soient clémentes ;
 Gliese-581g, située à environ 20,3 années lumières de la Terre, possèderait une très
forte similarité avec notre planète, ainsi la probabilité d’habitabilité de cet astre découvert en
septembre 2010 est élevée ;

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 Kepler-22b, cette exoplanète, observée en décembre 2011, serait deux fois plus
grande que notre planète bleue, selon certains chercheurs il se pourrait même qu’elle soit
recouverte d’un immense océan ;
 Tau-Ceti-e, extraplanète découverte en décembre 2012, serait dotée d’une atmosphère
très proche de la nôtre bien que plus épaisse, un effet de serre pourrait ainsi s’y produire. Etant
située relativement proche de son étoile Tau-Citi-e possèderait une température à sa surface
avoisinant les 70°C, si une vie s’y développait, ces organismes seraient donc très certainement
thermophiles ;
 Gliese-667Cc, aussi surnommée « Jumelle de la Terre » a été aperçue pour la première
fois en février 2012, un observateur se trouvant à sa surface pourrait voir en son ciel trois
« soleils » dont deux lointains paraissant donc visuellement de petite taille, et un gros, d’un
diamètre deux fois supérieur à notre Soleil (soit environ 2 X 1.391.000 km) ;
 Gliese-163c, découverte mi-septembre 2012, elle orbiterait autour d’une naine rouge
et possèderait une masse d’environ sept fois celle de la Terre (soit 76.1024 kg).
 HD-40307g, exoplanète potentiellement habitable dernièrement découverte, soit début
novembre 2012, celle-ci recevrait un taux d’ensoleillement similaire à celui de notre planète.
Diverses méthodes de détection d’extraplanètes ont vu le jour ces dernières années. Certaines plus
récentes que d’autres ont notamment permis une augmentation exponentielle du nombre total de
planètes connues.
Jusqu’à présent, les méthodes de détection de planètes extrasolaires sont indirectes, en effet, on
déduit leur présence des effets qu’elles induisent sur leur étoile-hôte.
Parmi les plus populaires de ces méthodes, bien qu’il en existe d’autres, nous pouvons citer :
 La spectrométrie des vitesses
radiales : Tout au long de son orbite, la planète
exerce une attraction gravitationnelle sur son
étoile et réciproquement. L’étoile est alors
entraînée dans un léger mouvement de rotation
autour d’un point appelé « centre de masse » du
système étoile-planète. Ainsi, l’étoile
s’approche et s’éloigne alternativement d’un
observateur terrestre par un léger mouvement
de va et vient. Bien que presque invisible à l’œil
nu, elle paraît davantage bleue lorsqu’elle

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s’approche et davantage rouge lorsqu’elle s’éloigne, cela est perçu de manière tangible dans
son spectre lumineux. Ceci est dû au phénomène de Doppler-Fizeau : en effet, en s’éloignant
de l’observateur, son spectre de lumière se décale vers les grandes longueurs d'ondes, soit vers
le rouge, et en se rapprochant il se dirige vers les petite longueurs d’onde, donc le bleu. La
majorité des planètes extrasolaires ont été découvertes par cette méthode, qui permet
notamment de fournir la masse de ces dernières.
 Le transit astronomique : Ici, la planète
est repérée lorsqu’elle est en transit primaire, soit
lorsqu’elle passe devant son étoile, par ce
passage, elle diminue légèrement l’éclat de celle-
ci : cette variation permet de connaitre la taille de
la planète (qui est proportionnelle à la baisse
d’éclat enregistrée), ainsi que sa composition
chimique par analyse de la lumière ayant traversé
l’atmosphère du corps en question, soit par
analyse du spectre lumineux de l’astre (grâce
notamment aux signatures chimiques).
 L’imagerie directe : Il s’agit de l’une des rares, si ce n’est l’unique, méthodes de
détection d’exoplanètes directes, elle consiste à isoler la lumière d’une planète de celle de son
étoile. Cette technique est la plus compliquée. Une trentaine de planètes ont été découvertes
par ce moyen.
 La lentille gravitationnelle : En passant devant une étoile lointaine, une planète
(orbitant autour de son étoile) semble plus lumineuse aux yeux d’un observateur terrestre.
 L’albédo : Il s’agit d’une méthode théorique consistant à mesurer la quantité de
lumière stellaire réfléchie par la planète par rapport à celle de la lumière reçue. Des
phénomènes de phases analogues à celles de la Lune permettent leur observation.

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Les exoplanètes ont été classées dans cinq catégories différentes en fonction de leur masse.
On observe une prédominance de planètes « géantes », du gabarit de Jupiter : celles-ci sont
effectivement plus simples à détecter avec les moyens dont nous disposons actuellement.
Cependant, l’amélioration des techniques nous apporte davantage de possibilités de
découverte d’exoplanètes de tailles inférieures.
Equation de Drake
En 1961 a lieu la 1ère conférence sur la communication interstellaire à Green Bank. Frank Drake y propose une
formule destinée à nous interroger à propos du nombre de civilisations capables de potentiellement communiquer
avec nous. Il s’agit d’une formule théorique, « plus un outil destiné à faire réfléchir qu’une véritable équation
mathématique ».
N = R*. fp. ne. fl. fi. fc. L
 N = nombre de civilisations susceptibles de communiquer dans la galaxie
 R* = taux de formation d’étoiles par an dans la galaxie
 fp = fraction de ces étoiles comportant des systèmes planétaires
 ne = nombre de planètes par système planétaire susceptibles d’abriter la vie
 fl = fraction de planètes de ne sur lesquelles la vie est apparue
 fi = fraction de planètes de fl sur lesquelles la vie a évolué vers l’intelligence et le développement d’une
civilisation
 fc = fraction de planètes de fi sur lesquelles les civilisations cherchent à communiquer vers d’autres
planètes et ont développé une technologie permettant de se signaler dans l’espace
 L = durée de vie moyenne d’une telle civilisation
(Les valeurs de ces paramètres sont quasi impossibles à déterminer (sauf R* qui est approximativement connu),
selon des valeurs testées très fluctuantes N varierait de 1 à plusieurs millions.)
Les découvertes d’exoplanètes effectuant un bond grandissant ces dernières années, il est difficile de
connaitre avec exactitude le nombre d’extraplanètes découvertes jusqu’alors. En effet, ces chiffres
peuvent être modifiés à tout moment, sans oublier de plus, qu’un certain nombre de corps extrasolaires
aperçus doivent encore prouver leur existence à nos chasseurs de planètes !
En outre, comme le laisse présager l’équation de Drake, célèbre formule visant à envisager le nombre