Depuis que les scientifiques ont confirmé l'existence de sept planètes terrestres en orbite autour de TRAPPIST-1, ce système a été un centre d'intérêt pour les astronomes. Compte tenu de sa proximité avec la Terre (à seulement 39,5 années-lumière de distance) et du fait que trois de ses planètes orbitent au sein de la «zone Boucle d'or» de l'étoile, ce système a été un endroit idéal pour en savoir plus sur l'habitabilité potentielle du rouge systèmes d'étoiles naines.
Ceci est particulièrement important car la majorité des étoiles de notre galaxie sont des naines rouges (aka. Étoiles naines de type M). Malheureusement, toutes les recherches n'ont pas été rassurantes. Par exemple, deux études récentes réalisées par deux équipes distinctes du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) indiquent que les chances de trouver la vie dans ce système sont moins probables qu'on ne le pense généralement.
La première étude, intitulée «Contraintes physiques sur la probabilité de vie sur les exoplanètes», visait à déterminer comment le rayonnement et le vent stellaire affecteraient les planètes situées dans la zone habitable de TRAPPIST-1. À cette fin, les auteurs de l'étude - les professeurs Manasvi Lingam et Avi Loeb - ont construit un modèle qui considérait comment certains facteurs affectaient les conditions à la surface de ces planètes.
Ce modèle a pris en compte la façon dont la distance des planètes par rapport à leur étoile affecterait les températures de surface et les pertes atmosphériques, et comment cela pourrait affecter les changements que la vie devrait émerger au fil du temps. Comme l'a dit le Dr Loeb à Space Magazine par e-mail:
«Nous avons considéré l'érosion de l'atmosphère des planètes due au vent stellaire et au rôle de la température sur les processus écologiques et évolutifs. La zone habitable autour de l'étoile naine faible TRAPPIST-1 est plusieurs dizaines de fois plus proche que celle du Soleil, d'où la pression du vent stellaire supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle de la Terre. Puisque la vie telle que nous la connaissons nécessite de l'eau liquide et que l'eau liquide nécessite une atmosphère, il est moins probable que la vie existe autour de TRAPPIST-1 que dans le système solaire. »
Essentiellement, le Dr Lingam et le Dr Loeb ont découvert que les planètes du système TRAPPIST-1 seraient barrées par le rayonnement UV avec une intensité bien supérieure à celle ressentie par la Terre. C'est un danger bien connu en ce qui concerne les étoiles naines rouges, qui sont variables et instables par rapport à notre propre Soleil. Ils ont conclu que par rapport à la Terre, les chances de vie complexe existant sur les planètes dans la zone habitable de TRAPPIST-1 étaient inférieures à 1%.
"Nous avons montré que les exoplanètes de la taille de la Terre dans la zone habitable autour des naines M présentent des perspectives beaucoup plus faibles d'être habitable par rapport à la Terre, en raison des flux ultraviolets incidents plus élevés et des distances plus proches de l'étoile hôte", a déclaré Loeb. «Cela s'applique aux exoplanètes récemment découvertes à proximité du Soleil, Proxima b (l'étoile la plus proche à quatre années-lumière de là) et TRAPPIST-1 (dix fois plus loin), que nous trouvons plusieurs ordres de grandeur plus petits que celui de la Terre. . "
La deuxième étude - «L'environnement menaçant des planètes TRAPPIST-1», récemment publiée dans The Astrophysical Journal Letters - a été produit par une équipe du CfA et du Lowell Center for Space Science and Technology de l'Université du Massachusetts. Dirigée par la Dre Cecilia Garraffo du CfA, l'équipe a envisagé une autre menace potentielle pour la vie dans ce système.
Essentiellement, l'équipe a découvert que TRAPPIST-1, comme notre Soleil, envoie des flux de particules chargées vers l'extérieur - c'est-à-dire un vent stellaire. Au sein du système solaire, ce vent exerce une force sur les planètes et peut avoir pour effet de dépouiller leurs atmosphères. Alors que l'atmosphère terrestre est protégée par son champ magnétique, les planètes comme Mars ne le sont pas - d'où la raison pour laquelle elle a perdu la majorité de son atmosphère dans l'espace au cours de centaines de millions d'années.
Comme l'a découvert l'équipe de recherche, en ce qui concerne TRAPPIST-1, ce flux exerce une force sur ses planètes qui est entre 1 000 et 100 000 fois supérieure à ce que la Terre ressent du vent solaire. De plus, ils soutiennent que le champ magnétique de TRAPPIST-1 est probablement connecté aux champs magnétiques des planètes qui tournent autour d'elle, ce qui permettrait aux particules de l'étoile de s'écouler directement dans l'atmosphère de la planète.
En d'autres termes, si les planètes de TRAPPIST-1 ont des champs magnétiques, elles ne leur offriront aucune protection. Donc, si le flux de particules chargées est suffisamment fort, il pourrait éliminer l'atmosphère de ces planètes, les rendant ainsi inhabitables. Comme Garraffo l'a dit:
«Le champ magnétique terrestre agit comme un bouclier contre les effets potentiellement dommageables du vent solaire. Si la Terre était beaucoup plus proche du Soleil et soumise à l'assaut de particules comme le livre l'étoile TRAPPIST-1, notre bouclier planétaire échouerait assez rapidement. »
Comme vous pouvez l'imaginer, ce n'est pas exactement une bonne nouvelle pour ceux qui espéraient que le système TRAPPIST-1 détiendrait la première preuve de vie au-delà de notre système solaire. Entre le fait que ses planètes orbitent autour d'une étoile qui émet des degrés variables de rayonnement intense et la proximité de ses sept planètes avec l'étoile elle-même, les chances de vie émergeant sur n'importe quelle planète de sa «zone habitable» ne sont pas significatives.
Les résultats de la deuxième étude sont particulièrement significatifs à la lumière d'autres études récentes. Dans le passé, le professeur Loeb et une équipe de l'Université de Chicago ont tous deux examiné la possibilité que les sept planètes du système TRAPPIST-1 - qui sont relativement proches les unes des autres - soient bien adaptées à la lithopanspermie. En bref, ils ont déterminé qu'étant donné leur proximité les uns des autres, les bactéries pouvaient être transférées d'une planète à l'autre via des astéroïdes.
Mais si la proximité de ces planètes signifie également qu'il est peu probable qu'elles conservent leur atmosphère face au vent stellaire, la probabilité de lithopanspermie peut être un point discutable. Cependant, avant que quelqu'un ne pense que ce sont de mauvaises nouvelles en ce qui concerne la chasse à la vie, il est important de noter que cette étude n'exclut pas la possibilité d'une vie émergente dans tout systèmes d'étoiles naines rouges.
Comme l’a indiqué le Dr Jeremy Drake - un astrophysicien principal du CfA et l’un des co-auteurs de Garraffo -, les résultats de leur étude signifient simplement que nous devons jeter un large filet lors de la recherche de la vie dans l’Univers. "Nous ne disons certainement pas que les gens devraient renoncer à chercher la vie autour des étoiles naines rouges", a-t-il déclaré. "Mais notre travail et le travail de nos collègues montrent que nous devons également viser autant d'étoiles que possible qui ressemblent davantage au Soleil."
Et comme le Dr Loeb lui-même l'a indiqué dans le passé, les étoiles naines rouges sont toujours l'endroit le plus probable statistiquement pour trouver des mondes habitables:
«En examinant l'habitabilité de l'Univers tout au long de l'histoire cosmique, de la naissance des premières étoiles 30 millions d'années après le Big Bang à la mort des dernières étoiles en 10 billions d'années, on arrive à la conclusion qu'à moins que l'habitabilité autour des étoiles de faible masse ne soit supprimée, la vie est plus susceptible d'exister près d'étoiles naines rouges comme Proxima Centauri ou TRAPPIST-1 milliards d'années à partir de maintenant. "
S'il y a un point à retenir de ces études, c'est que l'existence de la vie au sein d'un système stellaire ne nécessite pas simplement des planètes en orbite dans les zones habitables circumstellaires. La nature des étoiles elles-mêmes et le rôle joué par le vent solaire et les champs magnétiques doivent également être pris en compte, car ils peuvent faire la différence entre une planète porteuse de vie et une boule de roche stérile!
