C- Gliese 581d

Le 23 avril 2007 une nouvelle exoplanète orbitant autour de la naine rouge Gliese 581 a été découverte, elle se nomme Gliese 581d. Découverte grâce à la méthode des vitesses radiales, Gliese 581d se situe dans la zone habitable de son étoile. Cependant, cette exoplanète peut-elle abriter la vie et accueillir un jour l'Homme ?

Les mesures effectuées à l'aide de HARPS permettent de confirmer quelques données seulement.        

Gliese 581d se situe à 0.25 UA de son étoile mais avec une orbite assez excentrique. Il s'agit de la planète dont l'orbite est la plus excentré du système Gliese 581.

Sa masse est environ 5.6 fois plus importante que celle de la Terre, soit : 5.6 MT = 5.6 x 5.9736 x 1024   3.4 x 1025 kg.         

Sa période de révolution est de 66.8 jours.

 

A partir de ces données, on ne peut que déduire des hypothèses et faire des estimations.

L'excentricité de l'orbite de Gliese 581d favoriserait l'existence de saisons très marquées à sa surface. Au plus loin de l'étoile, Gliese 581d connaîtrait des températures très froides de l'ordre de -138°C, alors qu'au plus près de l'étoile, elle connaîtrait des températures moins froides de l'ordre de -72°C.

Cette même excentricité, combinée à son orbite relativement éloignée de l'étoile, permettrait à la planète de ne pas être en rotation synchrone avec son étoile. Si c'est le cas, cela lui éviterait une trop forte différence de température entre ses deux faces, et lui permettrait ainsi d'être moins hostile à la vie.

De même que les planètes c et g, Gliese 581d est probablement une planète tellurique, étant donné l'âge du système planétaire, estimé à 7 milliards d'années, et la proximité de son orbite par rapport à l'étoile.

Si Gliese 581d est tellurique, son rayon serait environ 1.96 fois supérieur à celui de la Terre, soit : 1.96 MT = 6400 x 1.96 = 12544 km.

Sa gravité serait donc 1.47 fois plus forte que sur Terre :

Calcul de la gravité sur Gliese 581d

Si Gliese 581d est tellurique, on peut supposer que sa masse et donc sa gravité permettent la formation d'une atmosphère.

La température étant inférieure à -72°C, la présence d'eau à l'état liquide est exclue, quelque soit la pression atmosphérique.

Etats de l'eau sur Gliese 581d en fonction de la température et de la pression atmosphérique

Cependant, dans l'hypothèse d'une planète tellurique possédant une atmosphère, l'observation du rayonnement de l'exoplanète révèle la présence de CO2 et de H2O. Le CO2 pourrait donc provoquer un effet de serre et faire augmenter la température de telle sorte que l'eau devienne liquide. Toutefois, il ne s'agit que d'une hypothèse basée sur des suppositions. On ne peut donc pas confirmer la présence d'eau à l'état liquide.Variation de l’intensité lumineuse du rayonnement émis par Gliese 581d en fonction de la longueur d'onde

Un autre facteur pourrait toutefois impliquer la présence d'eau à l'état liquide. En effet, si l'eau est présente à la surface de Gliese 581d, il s'agira ne s'agira alors que de glace. Cependant, l'orbite de la planète étant très excentrique, sa distance à l'étoile varie constamment : elle est parfois plus proche, et parfois plus loin de son étoile. Les forces de gravité dûes aux éloignements et rapprochements successifs de l'étoile étirent et contractent la planète. Ce phénomène fournirait de l'énergie thermique permettant de maintenir un éventuel océan à l'état liquide.

Vue de Gliese 581d (en rouge) en orbite autour de son étoile (Celestia)Vue de Gliese 581d (en rouge) en orbite autour de son étoile (Celestia)

Voici une vidéo expliquant ce phénomène dans le cas du satellite Europe de Jupiter :

 

Les moyens technologiques actuels ne nous permettent pas d'obtenir toutes les informations que l'on souhaiterait avoir sur des objets aussi lointains que Gliese 581d. Il nous manque donc de nombreuses données, cruciales afin de déterminer si Gliese 581d pourrait abriter le vie, et éventuellement accueillir l'Homme.

On ne connait ni la température de Gliese 581d, ni sa pression atmosphérique, ni même si elle possède une atmosphère.

Si elle en possède une, on ignore sa composition. On ne sait donc pas si elle recèle les composants essentiels à la vie, à savoir le dioxygène (O2), indispensable à la respiration, et l’ozone (O3), qui "bloque" certains UV cancérigènes.

De même, on ne sait pas si cette atmosphère contient de l'eau (H2O) ou du dioxyde carbone (CO2), et donc si elle permet un effet de serre.

Enfin, s’il y a une atmosphère, la pression atmosphérique est à déterminer. Celle-ci dépend de la composition chimique de l’atmosphère, que l'on ignore, de sa masse et de la gravité à la surface de la planète.

 

En résumé,

On sait que Gliese 581d se situe dans la zone habitable de son l'étoile.

On ne sait pas avec certitude si Gliese 581d est tellurique, on peut juste le supposer.

Par ailleurs, on sait que l'eau ne peut y exister qu'à l'état solide, même s'il existe une possiblité que la planète renferme un océan "souterrain" liquide.

En outre, bien que sa gravité soit plus faible que celle des planètes c et g, elle est supérieure à celle de la Terre. Un homme de 70 kg, ayant un poids de 686 N sur Terre, aurait un poids d'environ 1009 N sur Gliese 581d, ce revient au poids que ressentirait un homme de 102 kg sur Terre. Cela impliquerait pour les éventuels colons de graves complications au niveau de la santé, ainsi que des difficultés à se déplacer.

En l'état actuel de nos connaissances, Gliese 581d reste donc une exoplanète assez hostile à l'Homme.

 

Cependant, on connait sur Terre des organismes extrêmophiles vivant dans des conditions similaires à celles de Gliese 581d. Il n'est donc pas exclu de trouver des formes de vie sur Gliese 581d.

Photo d'un deinococcus radiodurans obresrvé au microscopeSi l'atmosphère est dépourvue d'ozone, exposant ainsi la planète aux UV,  elle permettrait la vie d'organismes radiorésistants, tels que la bactérie nommée deinococcus radiodurans, radiorésistant à 3000 fois la dose de radiations tolérée par l'Homme, mais aussi résistant aux UV. Le deinococcus radiodurans résiste également au froid (jusqu'à -45°C), à la dessiccation, aux attaques acides et au vide, ce qui lui permettrait de vivre dans un environnement froid, acide, aride, ou même dépourvu d'atmosphère. Cette résistance est dûe à un mécanisme de réparation très efficace qui rassemble les fragments de son ADN en quelques heures.

 

Photo d'un methanococcoides burtonii observé au microscopeLa température de surface de Gliese 581d est estimée inférieure à -72°C. Or l'organisme psychrotolérant le plus résistant connu sur Terre est  l'archée nommée methanococcoides burtonii, capable de survivre jusqu'à -20°C grâce à son génome qui lui permet de produire un ensemble de protéines semblables aux protéines antigel qu'ont certains poissons. On peut donc exclure ces formes de vie, à moins que des organismes plus résistants se soient développés, ou que l'hypothèse de l'océan liquide soit correcte.

Photo d'une souche bactérienne MT 41La gravité étant très élevée sur Gliese 581d, on peut supposer que, en présence d'une atmosphère, la pression atmosphérique soit également très forte. C'est précisément dans ce genre de milieux que se sont développés certains organismes piezophiles, tels que la bactérie MT 41 qui a été retrouvée à une pression de 1100 atm. La bactérie MT 41 doit cette faculté à ses parois cellulaires qui protègent son cytoplasme par des acides gras polyinsaturés à longue chaîne. De ples, elle synthétise des pores protéiques particuliers contrôlant les échanges avec le milieu externe.

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