Episode 5 : atmosphère, le temps du climax

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Episode 5 : 

La nouvelle étape pour comprendre l’habitabilité des exoplanètes reste un champ de recherche en construction : l’histoire des atmosphères.

Au sommaire de l’épisode…

[Synopsis] atmosphères d'exoplanètes

Fonte des glaces au Groënland

L’eau liquide, Graal des chasseurs d’exoplanètes

L’eau liquide, Graal des chasseurs d’exoplanètes, est la première hypothèse posée pour envisager le développement de la vie, ici comme ailleurs. Que pouvons nous dire des quelques milliers d’exoplanètes découvertes à ce jour ? Une fraction d’entre elles se situe dans la zone habitable de leur étoile. Concrètement, il s’agit de l’intervalle de distance à l’étoile hôte où théoriquement une planète recevrait une quantité suffisante d’énergie pour que de l’eau sous forme liquide puisse persister à sa surface. Mais cette définition reste simpliste. Les conditions de maintien de l’eau liquide sont fortement liées à l’évolution de l’atmosphère, cette couche de gaz qui enveloppe les astres et certaines planètes. Une atmosphère est donc essentielle !

Dans le système solaire, trois planètes se situent dans la zone habitable du Soleil. Et déjà, la Terre fait office de cas particulier : elle seule possède une atmosphère compatible avec la présence d’eau liquide sur son sol. Vénus, elle, possède une atmosphère très dense en gaz à effet de serre, sa température au sol avoisine les 450°C. Au contraire, sur Mars, l’atmosphère n‘est guère plus composée presque que de gaz carbonique, puisqu’elle s’est en grande partie échappée dans le milieu interstellaire dans sa jeunesse. On y observe par conséquent des températures de 20°C le jour et -140°C la nuit. Or l’atmosphère et son évolution dans le temps sont des facteurs clés pour comprendre si une planète est belle est bien hospitalière pour la vie. Si les télescopes scrutant les exoplanètes fournissent une « photographie » de la composition chimique de leur atmosphère, la modélisation de leur évolution dans le temps vient consolider la compréhension des processus physiques en jeux dans un climat… Des processus qui sont eux communs à toutes les planètes, et nous ouvrent une plus grande compréhension du climat terrestre.

Le climat Terrestre, un système géophysique stable… pour l’instant

Regardons de nouveau la Terre. Notre planète aurait eu une infinité de raisons de ne pas posséder une atmosphère compatible avec la vie durant ces 4 milliards d’années. L’histoire de son climat, d’accident en accident, nous apprend une chose fondamentale : le système atmosphérique terrestre est stable à l’échelle du million d’années grâce à ses rétroactions géophysiquescomme la tectonique des plaques pour le cycle du carbone, et celles liées au vivant. D’une complexité incroyable, tant dans l’espace que dans le temps, notre climat semble jusqu’aujourd’hui être un parfait cas unique. L’étude plus approfondie des atmosphères des exoplanètes, tant pas l’observation à l’aide des nouvelles générations de télescopes que la modélisation climatique nous donnera-t-elle toujours raison ?

En partenariat avec Science et Avenir

 

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La révolution des exoplanètes, depuis leur découverte en 1995, a connu ses rebondissements. Face à la diversité des systèmes rencontrés, notre propre système solaire nous apparaît désormais comme un cas spécifique. Pourtant il est aujourd’hui possible de conclure que la plupart des étoiles sont entourées de planètes rocheuses et qu’elles reçoivent potentiellement suffisamment d’irradiation pour garder de l’eau liquide en surface. Il faut désormais regarder de plus près. C’est pourquoi les nouvelles missions spatiales s’attaquant à l’étude des exoplanètes ne s’arrêtent plus à leur simple détection. L’étape décisive dans la quête des mondes habitables se dessine dans la caractérisation des atmosphères. Observateurs et modélisateurs travaillent de concert pour comprendre les processus physiques qui régissent les atmosphères et pour reconstituer l’histoire de leurs climats.

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