De nombreuses planètes de type Tatooine autour d’étoiles binaires pourraient être habitables

SEATTLE — La planète natale de Luke Skywalker en Guerres des étoiles est l’étoffe de la science-fiction. Mais les planètes de type Tatooine en orbite autour de paires d’étoiles pourraient être notre meilleur pari dans la recherche de planètes habitables au-delà de notre système solaire.

De nombreuses étoiles dans l’univers viennent par paires. Et beaucoup d’entre eux devraient avoir planètes en orbite autour d’eux (SN : 25/10/21). Cela signifie qu’il pourrait y avoir beaucoup plus de planètes en orbite autour d’étoiles binaires qu’autour d’étoiles solitaires comme la nôtre. Mais jusqu’à présent, personne ne savait clairement si l’environnement de ces planètes pouvait être propice à la vie. De nouvelles simulations informatiques suggèrent que, dans de nombreux cas, la vie pourrait imiter l’art.

Des planètes semblables à la Terre en orbite autour de certaines configurations d’étoiles binaires peuvent rester en orbite stable pendant au moins un milliard d’annéesles chercheurs ont rapporté le 11 janvier lors de la réunion de l’American Astronomical Society. Ce type de stabilité, selon les chercheurs, serait suffisant pour potentiellement permettre à la vie de se développer, à condition que les planètes ne soient ni trop chaudes ni trop froides.

Parmi les planètes qui sont restées, environ 15% sont restées dans leur zone habitable – une région tempérée autour de leurs étoiles où l’eau pouvait rester liquide – la plupart du temps, voire tout le temps.

Les chercheurs ont effectué des simulations de 4 000 configurations d’étoiles binaires, chacune avec une planète semblable à la Terre en orbite autour d’elles. L’équipe a varié des choses comme les masses relatives des étoiles, les tailles et les formes des orbites des étoiles les unes autour des autres, et la taille de l’orbite de la planète autour de la paire binaire.

Les scientifiques ont ensuite suivi le mouvement des planètes jusqu’à un milliard d’années de temps simulé pour voir si les planètes resteraient en orbite sur les types d’échelles de temps qui pourraient permettre à la vie d’émerger.

Une planète en orbite autour d’étoiles binaires peut être expulsée du système stellaire en raison d’interactions compliquées entre la planète et les étoiles. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que, pour les planètes avec de grandes orbites autour de paires d’étoiles, seulement environ 1 sur 8 ont été expulsées du système. Les autres étaient suffisamment stables pour continuer à orbiter pendant le milliard d’années. Environ 1 sur 10 s’est installé dans sa zone habitable et y est resté.

Sur les 4 000 planètes simulées par l’équipe, environ 500 ont maintenu des orbites stables qui les ont maintenues dans leurs zones habitables au moins 80 % du temps.

« La zone habitable. . . comme je l’ai caractérisé jusqu’à présent, va de la congélation à l’ébullition », a déclaré Michael Pedowitz, étudiant de premier cycle au Collège du New Jersey à Ewing, qui a présenté la recherche. Leur définition est trop stricte, a-t-il dit, car ils ont choisi de modéliser des planètes semblables à la Terre sans atmosphère ni océan. C’est plus simple à simuler, mais cela permet également aux températures de fluctuer énormément sur une planète en orbite.

“Une atmosphère et des océans atténueraient assez bien les variations de température”, explique Mariah MacDonald, co-auteur de l’étude, astrobiologiste également au College of New Jersey. Une abondance d’air et d’eau permettrait potentiellement à une planète de maintenir des conditions habitables, même si elle passait plus de temps en dehors de la zone habitable nominale autour d’un système stellaire binaire.

Le nombre de planètes potentiellement habitables “augmentera une fois que nous aurons ajouté des atmosphères”, dit MacDonald, “mais je ne peux pas encore dire de combien”.

Elle et Pedowitz espèrent construire des modèles plus sophistiqués dans les mois à venir, étendre leurs simulations au-delà d’un milliard d’années et inclure des changements dans les étoiles qui peuvent affecter les conditions d’un système solaire à mesure qu’il vieillit.

La possibilité de planètes stables et habitables dans les systèmes d’étoiles binaires est une question d’actualité, déclare l’astrophysicien de Penn State Jason Wright, qui n’a pas participé à l’étude.

“À l’époque Guerres des étoiles est sorti », dit-il,« nous ne connaissions aucune planète en dehors du système solaire, et nous ne le saurions pas avant 15 ans. Maintenant, nous savons qu’il y en a beaucoup et qu’elles orbitent autour de ces étoiles binaires.

Ces simulations de planètes en orbite autour de binaires pourraient servir de guide pour de futures expériences, dit Wright. « Il s’agit d’une population de planètes sous-explorées. Il n’y a aucune raison pour que nous ne puissions pas les poursuivre, et des études comme celle-ci nous montrent probablement que cela vaut la peine d’essayer.

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