La planète infernale Vénus est connue pour son atmosphère incroyablement épaisse, sa pression atmosphérique écrasante et ses températures de surface suffisamment chaudes pour faire fondre le plomb. En d’autres termes, il a certaines des conditions de surface les plus inhospitalières de tout le système solaire.
Mais en suivant la définition standard de “zone habitable”, Vénus se trouve à l’intérieur de cette région “Goldilocks”. C’est parce que la définition actuelle de la zone habitable n’examine que la quantité de lumière solaire atteignant une planète. Si c’est trop ou pas assez, alors l’eau liquide ne peut pas exister à la surface, et donc la planète n’est pas un bon candidat pour la vie. Selon ce critère simple, Vénus est habitable ; c’est-à-dire qu’il peut potentiellement supporter de l’eau liquide. Mais ce n’est évidemment pas le cas. Cela rend-il donc rares les planètes semblables à Vénus, ou devrions-nous commencer à remettre en question nos définitions ?
De nouvelles recherches utilisant des modèles simples de l’évolution des atmosphères de planètes semblables à Vénus ont révélé que ces mondes sont effroyablement communs.
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La serre en fuite
Les astronomes ne savent pas exactement ce qui a mal tourné avec Vénus il y a longtemps. Sans mesures détaillées de la surface, il nous reste à deviner comment cette planète s’est avérée si désagréable.
Parce que Vénus a à peu près la même taille que Terre et formé dans à peu près le même quartier, de nombreux scientifiques planétaires pensent que Vénus a commencé de manière assez similaire à notre propre planète, avec à peu près la même quantité de tous les ingrédients importants : carbone, oxygène, silicium… et eau. Très probablement, Vénus a commencé avec des flaques – et même des océans – d’eau liquide à sa surface, contenues dans une atmosphère agréable.
Et puis, quelque chose s’est très, très mal passé.
Peut-être une longue période de volcanisme actif renforcé Atmosphère de Vénus au-delà de la réparation. Peut-être n’était-ce que l’évolution normale de la Soleil, son éclairement croissant évaporant toute l’eau en surface. Ou peut-être était-ce un processus que nous ne comprenons pas encore.
Peu importe le mécanisme exact, Vénus a subi un emballement Effet de serre. À chaque augmentation de la pression atmosphérique, les températures augmentaient, ce qui propulsait encore plus de gaz dans l’air, se nourrissant les uns des autres dans un cycle désastreux. Une fois que suffisamment de gaz se sont retrouvés dans l’atmosphère, Vénus n’a pas pu se refroidir, piégeant presque tout le rayonnement qu’elle recevait du soleil. En conséquence, les océans se sont asséchés, envoyant toute l’eau dans l’atmosphère, où elle a fini par s’infiltrer dans espacepour ne jamais revenir.
S’il y avait de la vie dans ces océans primordiaux, c’était certainement qu’elle ne s’amusait plus.
Le monde vivant
Dans notre recherche de mondes habitables, notre première étape consiste à identifier les planètes qui se trouvent dans les zones habitables de leurs étoiles, car c’est là que la Terre se trouve sur son orbite autour du soleil et que la Terre est le seul endroit de l’univers connu pour abriter la vie telle que nous la connaissons. Oui, il peut y avoir d’autres formes de vie là-bas. Mais la vie semblable à la Terre est celle que nous reconnaîtrions le plus facilement, elle constitue donc une cible facile.
Mais les planètes sont complexes, ce qui rend très difficile de fournir une définition simple de la zone habitable. Vénus devrait avoir de l’eau à sa surface ; il reçoit juste la bonne quantité de lumière solaire pour le rendre possible. Mais avec l’atmosphère super épaisse de la planète, les températures à la surface sont bien trop torrides pour supporter des liquides (à part le plomb, qui, bien que génial, n’est pas très attrayant).
Maintenant, un groupe de chercheurs a tenté de trouver la ligne de démarcation entre les planètes semblables à la Terre et celles semblables à Vénus. Dans un article récemment publié dans la base de données de préimpression arXivils ont utilisé un modèle relativement simple d’atmosphères planétaires et le type de rayonnement que ces planètes recevraient de différents types de étoiles.
Pour chaque configuration, avec différents types d’étoiles et différentes orbites autour de ces étoiles, les chercheurs ont commencé avec un mélange de gaz atmosphériques semblable à la Terre (principalement de l’azote, avec un peu de dioxyde de carbone) et ont lentement augmenté la quantité de dioxyde de carbone pour imiter le les prémices d’un effet de serre galopant. Ensuite, ils ont laissé évoluer la maquette, pour voir ce qu’il adviendrait de la composition de l’atmosphère au fil du temps.
Ils ont déclaré une planète modèle “semblable à Vénus” lorsque les modèles ont explosé et qu’un véritable emballement a commencé. Si le modèle de la planète est stabilisé et autorégulé, évitant un scénario d’emballement, ils l’ont désigné comme “semblable à la Terre” et toujours dans la zone habitable.
La banalité du mal
Les chercheurs ont découvert que les mondes de type Vénus sont étonnamment communs et que de gros morceaux de la zone habitable sont potentiellement interdit à la vie.
Par exemple, autour d’une étoile semblable au soleil, la zone habitable traditionnelle s’étend de 95 % du rayon orbital de la Terre à 167 %. Mais ces modèles ont découvert que le bord extérieur de la “zone de Vénus” atteignait 135 % de l’orbite terrestre, ce qui signifie que notre planète pourrait un jour subir elle-même un effet de serre incontrôlable !
Les étoiles de type F, qui ont des masses comprises entre 1,0 et 1,4 fois celle du soleil, ont mieux résisté, avec environ 40 % de leurs zones habitables survivantes. Petit étoiles naines rouges s’en tirent le moins bien, car ils émettent la majeure partie de leur rayonnement dans les bandes infrarouges, qui sont facilement enfermées par les gaz atmosphériques. Pour ces étoiles, la zone de Vénus a consommé tout sauf les bords les plus extérieurs de la zone habitable.
Tout espoir n’est cependant pas perdu. Ces modèles sont simples et les planètes sont complexes. Toutes les planètes qui peuvent entrer dans un cycle de serre incontrôlable ne sont pas obligées de le faire. Des mélanges atmosphériques intéressants, une protection contre les champs magnétiques planétaires, des quantités d’eau supplémentaires ou la tectonique des plaques peuvent modifier les trajectoires des planètes. Toutes les planètes semblables à Vénus ne sont pas vouées à devenir un monde infernal, mais nous devons être prudents lorsque nous recherchons celles qui ressemblent à la Terre.
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