La recherche d'exoplanète habitable

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lulu51
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La recherche d'exoplanète habitable

Messagepar lulu51 » 21 Fév 2016, 16:54

bonjour a tous,

je suis en seconde et j'ai une question que je n'arrive pas à résoudre.

" quels arguments permettent de supposer l'existence d'exoplanètes habitables dans le système Kepler-62?"

j'ai une aide avec : - identifier les planètes situées dans la zone d'habitabilité
- présenter les arguments qui laissent penser que ces planètes réunissent les caractéristiques d'une planète habitable
- préciser les données manquantes pour confirmer que ces planètes sont habitables

voila, j'espere que quelqu'un pourra m'aider.

merci .

brusicor02
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Re: la recherche d'exoplanete habitable

Messagepar brusicor02 » 22 Fév 2016, 11:25

Bonjour,

Pour supposer qu'une planète est habitable, on doit partir du principe que la vie nécessite des conditions comparable au seul exemple qu'on connaisse à l'heure actuelle : la Terre. Et la vie sur Terre est possible grâce à un élément fondamental : l'eau sous forme liquide.

C'est pour cela que la première question porte sur l'identification de la zone habitable : en fonction de l'étoile, on peut en déduire une zone où la température présente est compatible avec une présence d'eau liquide : pour le Soleil, cette zone s'étend d'environ 140 et 240 millions de kilomètres, là où se trouve la Terre, mais également Mars et à la limite Vénus. C'est donc pas le seul critère pour permettre l'apparition de la vie, mais il semble nécessaire.
Comme l'intensité lumineuse décroit en fonction du distance $d$ entre la planète et son étoile en $\frac{1}{d^2}$, on peut en déduire que : $$\frac{d_\text{étoile-exoplanète}}{d_\text{Soleil-Terre}} = \sqrt{\frac{L_\text{exoplanète}}{L_\text{Soleil}}}$$ Le premier rapport peut-être simplifié en utilisant les unités astronomiques où $d_\text{Soleil-Terre}$ = 1 au.

Il y a également d'autres caractéristiques pour une planète habitable, calquée sur les caractéristiques de la Terre :
  • être une planète tellurique, donc pas de géantes gazeuses.
  • avoir un champ magnétique permettant de protéger l'atmosphère et la vie du vents de particules de l'étoile.
  • comporter de l'eau à sa surface et sous forme de vapeur (qu'on peut détecter dans les spectres infrarouge)
  • etc...
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Re: la recherche d'exoplanete habitable

Messagepar chatelot16 » 22 Fév 2016, 22:38

il y a longtemps qu'il y en a qui cherchent ... la reponse est simple , il n'y a rien a une distance raisonable ... d'ailleur la seule distance raisonable c'est mars

il y a certainement quelque part a l'autre bout de l'infini d'autre planètes avec de la vie , mais le temps de transmission de la lumiere est trop long pour que la moindre communication soit possible ... et le voyage n'en parlons même pas

autre probleme pour esperer communiquer avec d'autre planète habité , la faible duré de vie des peuples evolué : exemple de la terre : la terre a passé des milliard d'année completement sterile avant de passer aux dinausore et autre primitif incapable de communiquer ... la periode de civilisation capable d'essayer de comuniquer est bien courte ... si il y a d'autre planète habitables dans l'univers les chance de communication avec la terre ne paraissent bien faible

ecolami
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Re: la recherche d'exoplanete habitable

Messagepar ecolami » 23 Fév 2016, 13:16

Bonjour,
Je partage l'avis de Chatelot. Un autre problème aussi serait de reconnaitre un contenu dans un signal dont on ignore le codage (et accessoirement le langage). Un signal qui serait émis sans réel contenu mais dont la nature montrerait une origine artificielle ne serait pas d'un grand intérêt étant donné les distances (= le temps) entre nous et cette planète.
Depuis des années un programme SETI de recherche de signaux intelligents n'a jamais rien détecté. Il faut dire qu'il ne peut explorer qu'une gamme étroite de fréquence et que la presque totalité du spectre radio est occupée et que les transmissions numérique compliquent encore beaucoup les choses: ce mode de transmission n'est pratique que lorsque les protocoles sont connus de part et d'autre ce qui n'est pas le cas dans une recherche d'Intelligence Extra-terrestre.
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Re: la recherche d'exoplanete habitable

Messagepar brusicor02 » 23 Fév 2016, 14:19

Bonjour,

J'ai l'impression que Chatelot et Ecolami font un petit hors-sujet : "habitable" ne veut pas dire qu'il y a civilisation capable de communiquer avec l'extérieur, mais simplement que la vie puisse s'y développer et subsister.

Avant de chercher de telles civilisations, peut-être devrions-nous chercher des formes de vie plus simples comme des unicellulaires. ;-) Et là, c'est la vision de l'exobiologie qui nous diront quoi chercher.
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Re: la recherche d'exoplanete habitable

Messagepar darrigan » 23 Fév 2016, 14:36

Bonjour,

Mais la question posée par lulu51 était sur des arguments sur l'existence d'exoplanètes habitables, et non pas une question sur l'existence d'une forme de vie extraterrestre, éventuellement intelligente et communicative ;-)

Brusicor a donné plusieurs critères pour que la vie puisse apparaître et se développer : présence d'eau liquide, donc températures acceptables. Cela dit, on reste dans de grandes possibilités : l'eau peut être liquide à 200 °C, sous une pression plus forte que la pression atmosphérique. Une planète pourrait alors présenter de l'eau liquide, mais avec une habitabilité impossible, si l'on souhaite l'habiter sans scaphandre.

Lulu pose la question de l'habitabilité (sous entendue pour les humains ?), et non pas de conditions propices à l'apparition d'une vie, sous quelque forme que ce soit (car dans ce cas, c'est une autre histoire).

On doit donc affiner les critères en fonction du degré de liberté pour l'habitabilité des humains (et autres animaux éventuellement), dans une game où l'on connaît notre adaptabilité : pour moi, ces deux notions (habitabilité et adaptabilité) sont donc liées.

Je prends l'hypothèse que l'on cherche une habitabilité sans équipement (scaphandre, masque…).

- Températures : les humains se sont adaptés aux climats des régions polaires et équatoriales, donc on pourrait dire : entre -40 °C et +40 °C (environ).

- Pressions : on trouve des gens qui vivent aussi bien au niveau de la mer en plein anticyclone, disons 1040 hPa (mais je suis sûr que l'on pourrait s'adapter à plus, comme 1100 hPa…) et d'autres qui peuvent vivre en haute altitude (Himalaya) où la pression est de 0,35 atm environ, soit 360 hPa. La plus haute ville habitée se situe au Pérou (La Riconada, 5100 m), soit environ à une pression de 500 hPa. Le corps s'adapte à l'altitude, où l'oxygène est plus raréfié, en produisant plus de globules rouges. Les Himalayens peuvent même monter plus haut que cela.

- Composition de l'atmosphère : évidemment, l'air ne devra pas contenir de gaz corrosifs (SO2, SO3), ni toxiques (H2S, CO…) et surtout il faut surveiller le dioxygène et le dioxyde de carbone. La pression partielle en O2 ne doit pas être inférieure à la pression partielle alvéolaire de O2 (105 mmHg), si l'on souhaite que la diffusion de O2 de l'air vers le sang se fasse naturellement. On estime qu'il faut au minimum 17 % de O2 dans l'air. Pour le CO2, c'est le contraire : sa pression dans l'air doit être inférieure à la pression partielle alvéolaire de CO2 (40 mmHg), sinon le CO2 du sang ne diffuse plus naturellement vers l'air expiré. Cela correspond à environ 5,3 % dans l'air. Apparemment des études montrent que l'on peut respirer sans symptômes jusqu'à 5 % de CO2 dans l'air. Le corps s'adapte en augmentant le volume respiratoire. Mais les études portent sur des durées de l'ordre de l'heure, et pas de jours ou mois.
Donc en plus de la pression totale, il faut contrôler les pressions partielles en ces gaz.

- Ensoleillement (ou quantité de lumière, si l'étoile n'est pas le Soleil ;-) ) : cela ne semble pas être un critère d'habitabilité, puisque l'on peut vivre 6 mois sans Soleil dans les pôles, et que l'on peut fabriquer des sources de lumière synthétiques ayant le même spectre que le soleil. Cela pose problème si l'on souhaite cultiver des grandes surfaces de végétaux, car il faudrait beaucoup de lumière. Mais sur des surfaces réduites, on sait le faire (serres avec des lumières). Trop de lumière pourrait être gérable, avec des lunettes ou protections. Il faut voir aussi le spectre lumineux reçu sur l'exoplanète : pas trop d'UV B et C sinon risque de cancers. Cela implique une atmosphère capable de les filtrer. La Terre est bien pratique pour cela avec sa couche d'ozone :mrgreen: Sinon, il faudrait des vêtements qui protègent tout le corps et des lunettes anti-UV. Pour les animaux et les plantes ce serait plus compliqué : je n'imagine pas des oiseaux ou des sangliers avec des ponchos ou des lunettes anti-UV :fete: Les plantes ont besoin aussi de certaines longueur d'onde pour que leur photosynthèse puisse se faire. Pas trop d'infra-rouges non plus, pour ne pas griller sur place… Pas trop de micro-ondes non plus… Une exoplanète pourrait alors avoir une rotation sur elle même très lente, avec nuits longues des jours longs, on pourrait s'y adapter ; idem si les jours/nuits durent quelques heures… on ferait des siestes plus souvent, c'est pas plus mal :vieux: :-D

- Bouclier anti-particules chargées : le champ magnétique de l'exoplanète doit être capable de protéger les habitants des particules chargées en provenance de l'étoile. Mais après tout, si l'on considère que les humains devant vivre sur l'exoplanète n'ont pas besoin de sortir hors de leurs bâtiments, on peut ne pas avoir de champ magnétique, ni d'atmosphère anti-UV. Bon, faudrait pas être à côté d'une étoile à neutrons ou d'un quasar… la ça craindrait. :mrgreen:

- Eau : si l'on suppose que les humains ne fabriquent pas leur eau, l'exoplanète doit pouvoir en fournir. Et elle doit être potable… Sinon, on peut supposer fabriquer notre eau potable… Ça serait embêtant, mais si ce n'est que ça… on arrive bien à dessaler l'eau de Mer…

Voilà mes réflexions pour l'instant ;-)


Edit : je n'avais pas vu la réponse précédente de Brusicor ;-)
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Re: la recherche d'exoplanete habitable

Messagepar darrigan » 23 Fév 2016, 14:45

On pourrait aussi parler de la gravité de l'exoplanète : elle doit être assez forte pour retenir l'atmosphère, mais pas trop, pour que l'on puisse encore tenir debout et pas s'écrouler comme une vieille branche :vieux: Si elle est trop faible, on sauterait comme sur la lune, mais plus d'atmosphère…

Il y a aussi la force des vents à prendre en compte, parce que s'il y a des tornades partout, ce serait inhabitable…
Et la variation de la gravité à cause d'éventuels satellites naturels (lunes), qui pourrait provoquer des marées "terrestres" provocant des séismes.
Et la géologie de l'exoplanète bien sûr : activité tectonique, volcans ?
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Re: La recherche d'exoplanète habitable

Messagepar ecolami » 25 Fév 2016, 10:44

Bonjour,
Ma réponse était peut être hors sujet mais elle expliquait le peu d'intérêt objectif de découvrir de telles planètes.
Statistiquement il est évident qu'elles sont nombreuses, beaucoup plus nombreuses que celles que nous parvenons à détecter.

Quand on s’intéresse à la présence d'eau qui parait absolument nécessaire (pour des raisons chimiques) la température et la pression n'ont d'importance que dans les domaines ou l'eau reste liquide: donc une température supérieure a 100°c associée a une pression suffisante permettent, je pense, une chimie comparable a celle qui se fait en conditions "normales de température et de pression". Voir les formes de vie a trés grande profondeur sous marine.
Je m'interroge sur la possibilité d'avoir une forme de vie basée sur l'ammoniac liquide comme solvant: l'ammoniac est présent en trés grandes quantités sur certaine planètes. (Dommage qu'on ne puisse pas l'exploiter pour aller neutraliser l'atmosphère acide de Vénus avec son acide sulfurique gazeux: le monde est mal fait :-D )

La protection contre les arrivées de particules ou de rayons ultra violet (ou autres rayons dangereux) n'est plus nécessaire sous l'eau, passée une certaine profondeur. Ce qui est nécessaire c'est de ne pas avoir les conditions sur MARS ou la combinaison d'une absence de bouclier magnétique et d'une gravitation insuffisante ont permis la radiolyse de la vapeur d'eau et la perte de l'hydrogène et l'oxygène ne laissant qu'un résidu ténu de CO2 plus lourd que H2O.
Enfin une remarque plus générale: on a tendance a parler de l'apparition de la vie comme étant un évènement UNIQUE sur une planète alors qu'il peut trés bien y avoir eu plusieurs cas d'apparition. Cela permettrait d'expliquer la trés grande variété des systèmes biologiques. Par exemple il y a des formes de vie ou l'équilibre potassium/sodium est opposé, le sodium étant majoritaire pour certaines formes et pas pour d'autres. Comme ces deux ions sont nécessaires il parait difficile d'imaginer une forme ou ils auraient été à l'équilibre exact.
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Re: La recherche d'exoplanète habitable

Messagepar tomgohy » 23 Jan 2018, 19:47

Mon développement argumenté, avec les docs du livre, c'est cadeau :


Question: Quels arguments permettent de supposer l’existence d’exoplanètes habitables dans le système Kepler-62 ?


Depuis 1995, la NASA a découvert des centaines de planètes en orbite autour d’autres étoiles que le Soleil. Ce sont des exoplanètes, c’est-à-dire que ce sont des planètes situées hors de notre système solaire. En 2013, les scientifiques ont découvert de nouvelles exoplanètes habitables, dont la zone est désormais nommée Kepler-62.
Donc, avec toutes ces informations nous nous sommes posés la question : Quels arguments permettent de supposer l’existence d’exoplanètes habitables dans le système Kepler-62 ?
Dans un premier temps, nous allons parler des ressemblances et différences entre les deux systèmes et les planètes qui les composent.
Ensuite, nous allons parler de la position des planètes du système Kepler-62 et des conditions qui peuvent prouver qu’il y réside une forme de vie.

Premièrement, nous nous intéressons aux ressemblances et différences entre les deux systèmes et les planètes qui les composent. En effet, les deux systèmes comportent plusieurs planètes rocheuses, qui sont des planètes ayant une surface solide comme celle de la Terre. Il y en a quatre dans notre système solaire, Mercure, Vénus, Terre puis Mars, et cinq dans le système Kepler-62, 62f, 62e, 62d, 62c et 62b, qui gravitent toutes autour d’une étoile, Kepler-62a. Il y a ducoup une étoile dans les deux systèmes, le Soleil et Kepler-62a. On a pu remarquer grâce au document 2 que le Soleil a une plus grande masse (1,989 × 10^30 kg) que Kepler-62a ((1,989 × 10^30 )x0,69 kg), il est aussi plus grand (~700 000 km) que Kepler-62a (700 000x0,64 = 448 000 km), il a une température plus élevée (5505°C >4652°C), mais est plus jeune que Kepler-62a (4,5 milliards < entre 7 et 11 milliards d’années). Avec le document 1, on a pu également constater que les planètes du système découvert, sont toutes plus grosses qu’à celles du système solaire, mis à part 62c (1,31 ; 1,95 ; 1,61 ; 1,41 en rayon terrestre).
Deuxièmement, nous nous intéressons à la position des planètes du système Kepler-62 et des conditions qui peuvent prouver qu’il y réside une forme de vie. On sait que pour que la vie puisse exister, il faut obligatoirement la présence d’eau sous forme liquide. Pour cela, il faut cependant connaître la température de la surface de la planète, la pression atmosphérique avec la composition de l'atmosphère. Malheureusement nous n’avons encore aucune information sur ces propriétés pour les planètes situées dans le Système Kepler-62. Nous avons pu constater sur le document 1 que les planètes du système Kepler-62 sont beaucoup plus éloignées de leur étoile que celles du système solaire (0,12 UA, 0,3 UA... ; 1UA= une unité astronomique = distance Terre-Soleil). On pourrait donc croire que la température des planètes Kepler seraient beaucoup trop élevée pour que puisse exister la vie, pourtant, dans le document 2, on remarque bien que l’étoile Kepler-62a a une masse solaire de 0,69 (soit 0,31 de moins que notre étoile), il a un rayon plus petit, 0,64 rayon solaire (soit 0,36 de moins que le Soleil), et a une température de surface de 4652°C (soit 853 degré de moins). Donc même si les planètes sont beaucoup plus proches de leur étoile, Kepler-62a est bien moins massive, moins grande et moins chaude que le Soleil. Il y a donc une sorte d'égalité ou de “proportion”.


On peut donc en conclure, que certaines planètes découvertes par la NASA en 1995, dans le système Kepler-62 sont bien situées dans la zone d'habitabilité de leur étoile, et que certaines sont de nature rocheuses, qui sont des critères de l’existence de la vie. Malgré ça nous ne savons toujours pas si l’eau sous forme liquide est présente et si l'atmosphère est assez abondante. Bien sûr, le fait qu’une exoplanète remplisse tous les critères d’habitabilité ne signifie pas qu’elle est nécessairement habitée, mais la vie est au moins possible.


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