Les conditions qui rendent la vie possible sont extrêmement rares. Pourtant, les chercheurs découvrent que l’univers est aujourd’hui beaucoup plus accueillant que lors de la première apparition de microbes sur Terre, ce qui rend notre existence d’autant plus remarquable. De plus, il ne fera que devenir encore plus habitable à l'avenir.
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"L'univers du futur sera un endroit bien meilleur pour les planètes", explique Pratika Dayal, chercheuse à l'Institut d'astronomie Kapteyn de l'Université de Groningue aux Pays-Bas, qui étudie l'évolution des premières galaxies.
Au fur et à mesure que la formation d'étoiles diminue, les niveaux dangereux de rayonnement produits par les étoiles mourantes diminuent, créant un environnement jusqu'à 20 fois plus habitable que la Terre lorsque la vie a évolué. Dans le même temps, le nombre impressionnant d'étoiles minuscules, chacune pouvant potentiellement soutenir des planètes promotrices de la vie, augmente les chances que la vie évolue à l'avenir. Ces faits rendent les habitants actuels de la Terre «prématurés» dans la vie du système solaire, selon une étude publiée en ligne aujourd'hui dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics .
Avi Loeb, auteur principal de la nouvelle étude et chercheur au Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian, s'est concentré sur les petites étoiles sombres connues sous le nom de naines rouges (notre soleil est une naine jaune). La longue durée de vie et la simple omniprésence de ces étoiles, qui constituent environ les trois quarts des étoiles de la Voie Lactée, en font les candidats les plus susceptibles d’accueillir la vie. En supposant que la vie soit possible autour des naines rouges, Loeb et ses collègues ont découvert qu'il était mille fois plus susceptible de se produire dans un avenir lointain qu'aujourd'hui.
"C'est surprenant", dit Loeb, dont les recherches portaient sur une vie qui ressemblait à la nôtre. "Cela signifie que la vie autour du soleil est probablement un peu tôt."
Cependant, la question de savoir si les naines rouges peuvent réellement soutenir la vie reste un sujet de discussion. Au début de leur vie, ces étoiles sont incroyablement actives et les parties des planètes proches où de l’eau liquide peut rester à la surface se trouvent très près de l’étoile. Cela met les planètes sous le feu constant des fusées éclairantes et des radiations. Les scientifiques continuent de débattre de la question de savoir si la vie peut gérer ces extrêmes, bien que, selon Loeb, des instruments tels que le prochain satellite Transiting Exoplanet Survey Satellite et le télescope spatial James Webb puissent apporter une solution dans les prochaines décennies.
"S'il s'avère que les étoiles de faible masse sont capables de supporter la vie, nous sommes spéciales parce que nous sommes l'une des premières formes de vie", a déclaré Loeb. Cependant, s'il n'y a aucun signe de vie autour des étoiles éteintes, l'équation change et les habitants de la Terre respectent leur calendrier. "Si vous considérez la masse minimale de l'étoile qui permet à la vie de devenir la vie du soleil, alors nous avons toutes les chances d'exister aujourd'hui", ajoute Loeb.
La nouvelle étude contribue à un corpus croissant de recherches qui montrent que l'habitabilité de l'univers a augmenté avec le temps. Dans une étude distincte, Dayal et ses collègues ont comparé tous les principaux producteurs de radiations pouvant endommager les formes de vie émergentes. Ils ont confirmé que les supernovae dominaient la production de radiations, tandis que les jeunes galaxies actives et les sursauts gamma puissants jouent un rôle négligeable. Parmi les différents types de supernova, le type II joue le rôle principal en tant qu'étoiles simples explosent dans des morts violentes. Les supernovae de type Ia, qui impliquent une étoile naine blanche mourante rallumée par son compagnon, contribuent également de manière significative aux rayonnements nocifs.
"C'est essentiellement un jeu de nombres", a déclaré Dayal, qui a dirigé la recherche sur les radiations et dont l'article est en cours de révision par le journal Astrophysical . "En termes de nombre d'étoiles qui se forment, ce sont les supernovae qui gagnent."
Dayal et ses collègues ont simulé l'univers au cours de ses 13, 8 milliards d'années pour comprendre comment divers objets astronomiques ont contribué à endommager les rayonnements et ont découvert que le danger des rayonnements correspondait à la formation d'étoiles. Au début, l'univers était rempli de naissances stellaires. Mais les taux de production ont ralenti car la plupart des gaz et des poussières sont restés piégés dans des étoiles déjà vivantes. Une fois que l'univers avait atteint environ 3, 5 ou 4 milliards d'années, il avait balayé la plupart de ses matériaux non utilisés.
Cela ne signifie pas qu'il ne fabrique plus d'étoiles, bien sûr, mais seulement qu'elles ne les produisent pas aussi rapidement. Mais le ralentissement de la formation des étoiles et les morts stellaires qui en résultent sont une bonne nouvelle pour les mondes qui souhaitent faire évoluer la vie: grâce à la réduction du rayonnement, l’univers est aujourd’hui 20 fois plus habitable que lors de la formation de la Terre.
Mais les mondes potentiellement porteurs de vies ne sont pas nécessairement à l'abri des radiations pour l'instant. Astronomie de l'Université d'État du Nouveau-Mexique Paul Mason, qui étudie les changements d'habitabilité dans les galaxies, affirme que des événements tels que la fusion de galaxies peuvent relancer la formation d'étoiles tout au long de la vie de l'univers. Les fusions pourraient créer de nouvelles naissances stellaires dans l’univers, augmentant potentiellement la quantité de radiation pour les planètes proches. Cependant, Dayal dit que les fusions étaient plus courantes au début de l’univers que dans ses stades ultérieurs.
Les simulations de Dayal se concentrent sur un univers «moyen», dans lequel la matière et les corps célestes étaient répartis de manière égale. Une simulation plus complexe et réaliste nécessiterait beaucoup plus de temps et de ressources de calcul. Mais les simulations existantes qui se concentrent sur la manière dont les galaxies se glissent les unes dans les autres ne peuvent pas résoudre les étoiles individuelles, ce qui rend difficile d'estimer l'impact des collisions sur le rayonnement total de l'univers. Ses recherches ont constitué la première étape pour confirmer ce que de nombreux scientifiques considéraient comme une connaissance conventionnelle: les supernovæ sont l’essentiel des rayonnements nocifs.
Loeb n'est pas aussi certain que les niveaux élevés de radiation des supernovae soient aussi dommageables que la plupart des scientifiques les considèrent. "Mon point de vue personnel est qu'il est très difficile d'éradiquer la vie sur une planète", a déclaré Loeb, soulignant la variété d'environnements extrêmes sur Terre capables de soutenir des organismes vivants.
Ensemble, les recherches de Loeb et Dayal suggèrent que la chasse à la vie ne fera que s'améliorer à l'avenir. Cependant, cet avenir peut être considérablement plus éloigné que ne l'espèrent la plupart des astronomes. Après tout, il a fallu environ un demi-million à un milliard d'années à la Terre pour que la vie évolue, et trois autres milliards pour que la technologie apparaisse. "D'une certaine manière, c'est bon pour les astrobiologistes, mais dans 5 milliards d'années, " dit Mason.
