Exoplanètes : faut-il en finir avec la « zone d'habitabilité » ?
La nouvelle en devient tellement fréquente qu'elle ne surprend même plus.
Alors, faut-il accuser les journalistes de survendre les infos scientifiques et de faire du clickbait en promettant la découverte d'un monde probablement peuplé d'extraterrestres ? Pas forcément. Le problème viendrait plutôt des scientifiques eux-mêmes qui utilisent et propagent ce concept de « zone habitable ». Une formulation qui pose quelques problèmes, que ce soit le terme, mais aussi le concept lui-même.
Histoire d'un concept
Commençons par le concept qui nécessite de faire un peu d'histoire. Nous sommes en 1959. L'astrophysicien américain Su-Shu Huang publie dans la revue « The Astronomical Society of the Pacific » un article intitulé « Le problème de la vie dans l'Univers et le mode de formation des étoiles ».
Dans ce papier, il propose de classifier les étoiles autour desquelles la vie est susceptible d'émerger, et une fois cette première sélection faite, de déterminer une zone autour de ladite étoile où la température peut permettre à l'eau liquide d'apparaître. Il parle alors de zone habitable. Une zone qu'il décrit comme relativement facile à déterminer : il suffit de connaître la puissance de l'étoile et donc de calculer le climat sur les éventuelles planètes situées autour. Trop près, c'est trop chaud. Trop loin, trop froid.
Au fil des décennies, la définition a été affinée, mais le terme est resté. Et ce en dépit du fait que pour une planète, se trouver dans cette zone ne suffit pas à garantir l'habitabilité. D'ailleurs, l'auteur ne parle absolument pas de planète dans sa définition, ce qui change tout. « Il est faux de dire que nous pouvons évaluer l'habitabilité des exoplanètes », déclare Elizaeth Tasker. L'astrophysicienne britannique travaillant pour la JAXA, l'agence spatiale japonaise est l'autrice principale d'un papier publié en 2017 dans la revue Nature Astronomy qui demande d'abandonner ce terme et de revoir tout le système de classification des exoplanètes. Dans ce papier, elle rappelle que le concept de zone habitable ne peut être pertinent que pour des planètes semblables à la Terre, avec une atmosphère comparable: « L'atmosphère est comme un manteau, nous dit-elle. Et si le vôtre est plus épais que celui de votre voisin, vous aurez plus chaud alors que la température est la même pour tous les deux. »
Outre l'atmosphère, déterminer l'habitabilité d'une planète implique de prendre en considération sa densité : s'agit-il d'une planète rocheuse ou gazeuse ? Une planète entièrement composée d'océans ? À quoi ressemble sa rotation ? La Terre tourne sur elle-même de manière à présenter toute sa surface au Soleil. Uranus, elle, présente alternativement son pôle Nord et son pôle Sud. Des exoplanètes déjà détectées ne montrent qu'une seule face à leur étoile et l'autre moitié est constamment plongée dans le noir. C'est le cas d'ailleurs de K2-18 b la fameuse exoplanète dont la découverte a fait tant de bruit début septembre.
Le fait est que cette planète, comme beaucoup d'autres, est bien dans la zone habitable de son étoile, mais les informations dont nous disposons sur elle sont bien trop fragmentaires pour nous permettre de dire si elle est bel et bien habitable. D'ailleurs, dans ce cas précis, la réponse serait plutôt non, a priori. À l'inverse, dans notre Système solaire, Mars et la Lune sont bien dans la zone habitable du Soleil, mais ne réunissent pas les conditions nécessaires pour abriter la vie. La Lune de Jupiter, Europe n'est pas dans la zone habitable, pourtant certains chercheurs espèrent y découvrir un environnement sous son épaisse couche de glace susceptible d'accueillir des êtres vivants.
La communauté scientifique, entre pro et anti zone habitable
Pour résumer, une planète dans la zone habitable pourrait ne pas être habitable, et une planète en dehors pourrait l'être... donc à quoi tout cela sert-il ? Eh bien malgré tout, le concept reste aujourd'hui encore assez solide et très utilisé par les scientifiques. C'est le cas pour Benjamin Charnay, chercheur du CNRS à l'observatoire de Paris : « L'habitabilité ne se réduit pas à la présence d'eau liquide, reconnaît-il à Numerama, mais c'est un indice. Et un des meilleurs dont nous disposons. » Il est possible en effet d'imaginer une terre habitable en dehors de sa zone, mais avec des conditions jusque-là rarement observées dans l'Univers.
« La zone habitable n'est pas une limite stricte, précise Benjamin Charnay. C'est un point de départ pour sélectionner les planètes où nous avons le plus de chances de détecter de la vie. Mais cela ne nous empêche pas d'observer un maximum d'exoplanètes pour comprendre toute leur diversité. »
La prochaine génération de télescope va pouvoir analyser les compositions atmosphériques des exoplanètes. C'est le cas par exemple du James Webb Space Telescope de la NASA dont le lancement est programmé pour 2021. En Europe, l'ESA prévoit pour 2028 le lancement d'ARIEL (Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey) qui va scruter les compositions chimiques de plusieurs centaines de planètes. Jusqu'à un millier d'après les prévisions les plus optimistes, mais en tout, ce sont déjà plus de 4 000 exoplanètes qui nous sont connues et des nouvelles sont trouvées chaque jour. Il faut donc bien commencer quelque part ! Et à ce moment-là ce seront certainement les planètes situées dans leur zone habitable qui auront la faveur des observations.
C'est justement cette sélection qui ne plaît pas aux « anti-zone habitable » comme Elizabeth Tasker : « Il y a une multitude de mondes captivants à observer et qui sont très différents du nôtre. Des planètes qui présentent toujours la même face à leur Soleil, d'autres recouvertes d'un seul océan, d'autres encore avec un noyau composé de gaz… Je veux savoir à quoi ces mondes ressemblent ! Il faudrait cibler plutôt celles qui sont le plus facilement observables et où nous pourrons tirer le maximum d'informations avec nos télescopes. »
Pour les « pro-zone habitable », le concept ne doit pas limiter ces observations, mais s'il s'agit de détecter des biosignatures, c'est-à-dire des modifications de l'atmosphère créées par une forme de vie, les planètes situées dans leur zone habitable seront, faute de meilleurs critères, les premières ciblées.
Le concept est donc débattu sur sa pertinence et son utilité, mais de nombreux scientifiques ont des arguments pour le défendre. En revanche, il y a un autre aspect sur lequel tout le monde est d'accord : il faut changer le nom du concept ! Parler de zone habitable est toujours délicat au moment de s'adresser au grand public. Un phénomène qui s'est avéré dernièrement avec la découverte de K2-18 b. Non seulement, les mots « zone habitable » étaient dans le titre de l'étude, mais en plus les communiqués de presse qui avaient été transmis aux journalistes parlaient d'une planète « potentiellement habitable ».
Un abus de langage qui a causé un emballement pas forcément justifié au vu de l'importance de l'étude elle-même. Une excitation générale temporisée un peu plus tard par Numerama et France Bleu, notamment.
« Les gens sont fainéants »
Pour Elizabeth Tasker, le terme est utilisé surtout par facilité: « Les gens sont fainéants ! Ils préfèrent parler d'habitabilité parce que c'est une manière simple de montrer que leur recherche est importante. Comme le terme attire l'attention, leurs travaux sont davantage diffusés. » Un constat partagé par Benjamin Charnay: « Il y a certainement une volonté de survendre dans ces moments-là, mais quand nous utilisons le terme entre nous, nous savons ce que ça veut dire et surtout ce que ça ne veut pas dire. Il faut être plus précis quand nous nous adressons au grand public. »
Certains demandent d'utiliser tout simplement une autre formulation, mais de ce côté-là, les propositions ne sont pas toujours idéales. « Des collègues voudraient parler de « Surf Zone » ou de « Hunting Zone », confie Benjamin Charnay, mais ce n'est pas forcément le plus parlant ! » Elizabeth Tasker aime bien la zone « ECHaLWOTS » : « Cela signifie Earth Could HAve Liquid Water On The Surface… c'est plus précis, mais pas très concis ! »
Un terme impropre pour un concept lui-même souvent mal défini. En attendant, parler de zone d'habitabilité reste fascinant pour les scientifiques même s'ils appellent à la prudence. « En enlevant l'aspect lié à la recherche de la vie, explique Benjamin Charnay, c'est intéressant pour les recherches sur le climat de voir comment les exoplanètes peuvent ou non contenir de l'eau liquide. Et cela a suscité de nombreuses recherches à propos des exoplanètes, du Système solaire ou de Mars. »
En plus de toutes les recherches sur les noms pour remplacer le terme « zone habitable », qui pour l'instant n'ont pas donné de grands résultats.