L’énigme de la vie : la position de la Terre sur une planète peut affecter son habitabilité

De nouveaux modèles climatiques ont montré que la quantité et l’emplacement des terres à la surface d’une planète peuvent grandement affecter son habitabilité. Les astronomes ont détecté des différences significatives de température de surface, de glace de mer et de vapeur d’eau à la surface de la planète pour différentes configurations terrestres. Evelyn Macdonald, étudiante diplômée à l’Université de Toronto au Canada, présentera les travaux lors de la réunion nationale d’astronomie (NAM 2022) le lundi 11 juillet.

De nombreuses planètes sont, espérons-le, verrouillées avec leurs étoiles de sorte qu’un côté de la planète soit toujours tourné vers l’extérieur (tout comme l’autre côté de la Lune est toujours tourné vers la Terre). Cela crée des côtés jour et nuit permanents de la planète, où toute l’énergie de l’étoile est dirigée vers le jour. Pour qu’une planète supporte la vie, le climat sur toute la surface doit être quelque peu régulé : l’atmosphère et les océans doivent redistribuer une partie de l’énergie de l’étoile vers la face nocturne de la planète.

Une équipe de chercheurs de l’Université de Toronto a appliqué un modèle climatique tridimensionnel (ExoPlaSim) pour simuler deux planètes semblables à la Terre avec différentes configurations diurnes. La première configuration est un continent circulaire entouré d’océan au milieu du côté jour. La deuxième configuration est à l’opposé : un océan circulaire au milieu du bord du jour, avec de la terre partout ailleurs. Dans les deux cas, le cercle a été redimensionné pour montrer comment le climat de la planète dépend de la partie terrestre de la configuration de chaque continent.

Entre autres choses, l’habitabilité d’une planète dépend de sa température de surface et de la quantité d’humidité dans son atmosphère. L’étude modélise les précipitations nettes, la fraction nuageuse et la température de surface pendant les jours planétaires pour diverses configurations terrestres.

Les résultats montrent que la superficie des terres et leur configuration peuvent affecter de manière significative les conditions de surface de la planète. Pour les modèles avec des fractions terrestres similaires mais des configurations opposées, la température moyenne de surface peut varier jusqu’à ∼20oC. Les résultats montrent que la quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère d’une planète dépend fortement de la quantité d’océan sans glace à sa surface. Les planètes avec une fraction terrestre élevée ont des journées plus chaudes et plus sèches, et les nuages ​​et les précipitations sont principalement confinés à de petites régions centrales.

Macdonald dit : “Le principal défi pour l’astronomie et la science dans son ensemble est de savoir s’il y a de la vie ailleurs dans l’univers. Nos travaux montrent que la répartition des terres sur une planète semblable à la Terre a un effet significatif sur son climat, et Cela devrait aider.Les astronomes regardent les planètes avec des instruments tels que le télescope spatial James Webb, pour mieux interpréter ce qu’ils voient.


Contacts médias

Dr Robert Massey
Société royale d’astronomie
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Mme Gurjeet Kahlon
Société royale d’astronomie
Portable : +44 (0)7802 877700
nam-press@ras.ac.uk

Mme Cait Cullen
Société royale d’astronomie
nam-press@ras.ac.uk


Contacts scientifiques

Evelyne Macdonald
Université de Toronto
evelyn.macdonald@mail.utoronto.ca

Pr Kristen Menou
Université de Toronto
kristen.menou@utoronto.ca


Images et légendes

Lien image : https://nam2022.org/images/Oceanplanet_lucianomendez.jpeg
Crédit : Wikipédia / Lucianomendez
Légende : vue d’artiste d’une hypothétique planète océanique avec une atmosphère terrestre et deux satellites.

Lien image : https://nam2022.org/images/SOmaps1.jpg
Crédit : Adapté de Macdonald et al. (2022)
Titre : Cartes quotidiennes des variables climatiques pour les planètes géocentriques. Les étiquettes de ligne (à gauche) montrent les différentes parcelles quotidiennes. Les colonnes (de gauche à droite) montrent la carte terrestre, les précipitations nettes (les précipitations sont bleues et l’évaporation est rouge), la couverture nuageuse et la température de surface. Ici, les planètes avec de plus grands continents ont moins de pluie et de couverture nuageuse, et leurs journées sont chaudes et sèches.

Lien image : https://nam2022.org/images/SCmaps1.jpg
Crédit : Adapté de Macdonald et al. (2022)
Titre : Cartes journalières des variables climatiques des planètes océaniques. Les étiquettes de ligne (à gauche) montrent les différentes parcelles quotidiennes. Les colonnes (de gauche à droite) montrent la carte terrestre, les précipitations nettes (les précipitations sont bleues et l’évaporation est rouge), la couverture nuageuse et la température de surface. Les journées ici sont chaudes et sèches lorsque la terre est haute, mais il y a toujours un océan sans glace, donc il y a toujours des nuages ​​et des précipitations.

Étude clé : Evelyn Macdonald, Adiv Paradise, Kristen Menou, Christopher Lee, Climate Uncertainty Caused by Unknown Land Distribution on Habitable M-Earths, Avis mensuels de la Royal Astronomical SocietyVolume 513, numéro 2, juin 2022, pages 2761-2769, https://doi.org/10.1093/mnras/stac1040

Référence ExoPlaSim : Adiv Paradise, Evelyn Macdonald, Kristen Menou, Christopher Lee, Bo Lin Fan, ExoPlaSim : simulateur de planète pour exoplanètes, Avis mensuels de la Royal Astronomical SocietyVolume 511, numéro 3, avril 2022, p. 3272–3303, https://doi.org/10.1093/mnras/stac172


Notes aux éditeurs

Informations sur le NAM 2022

La conférence NAM 2022 est principalement parrainée par la Royal Astronomical Society (RAS), le Science and Technology Facilities Council (STFC) et l’Université de Warwick.

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