Le monde le plus proche de notre Terre est la Lune stérile et inhabitée. Mais vous pouvez imaginer à quel point un autre monde peuplé serait situé près de nous - peut-être même dans le système solaire. Et à quel point pourrait-il être proche de nous?Sur notre Terre, en orbite autour du Soleil, nous représentons la seule vie intelligente. Il est possible que quelque part dans le système solaire, il y ait eu de la vie, ou qu'il y ait encore des microbes - mais en ce qui concerne la vie intelligente, complexe, diversifiée et multicellulaire, notre monde a dépassé tout ce que nous pouvons espérer trouver ici. Les extraterrestres raisonnables, s'ils vivent quelque part dans un autre monde, sont situés au moins à des années-lumière de nous. Mais est-il vraiment nécessaire de l'être dans toute la galaxie? C'est exactement ce que notre lecteur veut savoir:
À quelle distance peuvent exister deux civilisations intelligentes indépendantes, sans tenir compte des voyages interstellaires, et si elles se sont développées dans différents systèmes stellaires, suivant à peu près le chemin que nous appelons la vie? Dans les amas globulaires, la densité des étoiles peut être très grande - mais trop de densité empêche-t-elle l'habitabilité des mondes? Un astrophysicien vivant dans un amas dense aurait une idée complètement différente de l'univers et de la recherche d'exoplanètes.
Pour l'émergence de la vie, il faut passer par plusieurs étapes, mais les ingrédients pour cela sont
littéralement partout . Même si nous nous limitons à une vie chimiquement proche de la nôtre, il existe de nombreuses possibilités dans l'Univers.
Les atomes sont capables de se lier à des molécules, y compris organiques, à la fois sur les planètes et dans l'espace. Est-il possible que la vie soit apparue non seulement avant l'avènement de la Terre, mais pas du tout sur la planète?Pour l'apparition des planètes rocheuses, des molécules organiques et des éléments constitutifs de la vie, il est nécessaire de collecter beaucoup d'éléments lourds. L'univers n'est pas né avec eux! Après le Big Bang, l'Univers était composé à 99,999999% d'hydrogène et d'hélium, et il n'y avait plus de carbone. Oxygène, azote, phosphore, calcium, fer et tout autre élément complexe nécessaire à la vie. Pour arriver à ce stade, il est nécessaire que plusieurs générations d'étoiles vivent, brûlent tout leur carburant, meurent dans une explosion de supernova et réutilisent les éléments lourds nouvellement formés pour créer la prochaine génération d'étoiles. Des fusions d'étoiles à neutrons sont nécessaires, dans lesquelles naissent les éléments les plus lourds, dont beaucoup sont nécessaires en abondance pour les processus de vie sur Terre et dans notre corps. Tout cela nécessite beaucoup d'astrophysique.
La nébuleuse Omega ou Messier 17 est une région intense et active de formation d'étoiles qui nous est visible depuis le bord - ce qui explique son aspect poussiéreux et rayonnant. Les étoiles formées à différentes étapes du développement de l'Univers ont différentes proportions d'éléments lourds.Bien que la Terre se soit formée il y a plus de 9 milliards d'années après le Big Bang, l'Univers n'a pas dû attendre aussi longtemps. Nous divisons les étoiles en
trois types de population :
- Population I: des étoiles comme le Soleil, dans lesquelles 1 à 2% de leurs éléments constitutifs sont plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. Composé de matériaux déjà recyclés, et dans leurs systèmes planétaires, il y a des géantes gazeuses et des planètes rocheuses adaptées à la vie.
- Population II: généralement des étoiles de plus en plus âgées. Le pourcentage d'éléments lourds en eux n'est que de 0,001 à 0,1% de ce qui se trouve dans le Soleil, et la plupart de leurs mondes sont des gaz raréfiés. Ils sont trop primitifs et ils ont trop peu d'éléments lourds pour l'apparence de la vie.
- Population III: les premières étoiles de l'Univers ont dû être complètement non polluées par des éléments lourds. Ils n'ont pas encore été découverts, mais théoriquement, ce sont les premières étoiles.
Une étude des premières galaxies montre qu'elles sont presque entièrement composées de la population stellaire II. Mais plus près de nous, il y a un mélange d'étoiles jeunes et vieilles, riches et pauvres en
métaux .
Les distances entre le Soleil et la plupart des étoiles les plus proches sont affichées correctement, mais si l'image était à l'échelle, alors même la plus grande des étoiles aurait moins d'un millionième de pixel.L'une des leçons les plus importantes a été tirée de la mission Kepler lors de l'examen du système Kepler-444. C'est une étoile de la population I (avec des planètes), mais elles sont beaucoup, beaucoup plus anciennes que la Terre. Notre monde n'a que 4,5 milliards d'années, et le système Kepler-444 a 11,2 milliards d'années - c'est-à-dire que l'Univers pourrait former des mondes similaires à la Terre très tôt - au moins 7 milliards d'années avant l'apparition de la Terre. Compte tenu de cette possibilité et du fait que des zones telles que le centre de notre galaxie se sont enrichies de métaux plus rapidement et plus fort que le nôtre, il est possible qu'il existe des endroits dans l'Univers (et peut-être même dans la Voie lactée) qui soient encore plus favorables à l'apparition d'une vie intelligente, que le système Soleil-Terre.
Molécules de sucre contenues dans le gaz entourant une jeune étoile semblable au soleil. Les ingrédients de base de la vie peuvent exister partout, mais toutes les planètes qui les contiennent ne peuvent pas donner naissance à la vieCompte tenu de tout ce que nous savons sur l'emplacement des étoiles qui conviennent bien à l'origine de la vie - à quelle distance deux civilisations extraterrestres peuvent-elles être éloignées l'une de l'autre? Où pourraient-ils être recherchés? Comment la réponse varierait-elle selon les conditions? Examinons cinq fonctionnalités clés.
Fantaisie de l'artiste sur le thème du système TRAPPIST-1 et de ses planètes, réfléchie par la surface. Le potentiel de disponibilité de l'eau sur chacun des mondes est transmis par le givre, les flaques d'eau et la vapeur. Cependant, on ne sait pas s'il existe une atmosphère sur l'un de ces mondes, ou si une étoile mère les a emportés. Une chose est claire - les mondes potentiellement habités sont situés à proximité les uns des autres, à une distance de seulement 1 million de kilomètres.1) Dans un système solaire. Ce n'est qu'un rêve. Aux premiers jours du système solaire, il est probable que Vénus, la Terre et Mars (et probablement même
Teye , la planète hypothétique qui est entrée en collision avec la Terre et a donné naissance à la Lune) étaient également habitables. Leur croûte et leur atmosphère étaient remplies des ingrédients de la vie, et de l'eau liquide était à la surface. Vénus et Mars à la distance la plus proche de la Terre en passent sur plusieurs dizaines de millions de kilomètres: 38 millions pour Vénus et 54 millions pour Mars. Mais autour
des étoiles de classe M (naines rouges), les planètes qui se divisent sont beaucoup plus courtes: dans le système
TRAPPIST-1 , il y a seulement environ 1 million de km entre des mondes potentiellement habités. Les lunes jumelles en orbite autour d'un monde géant ou d'une planète binaire peuvent être encore plus proches les unes des autres. Si la vie est née avec succès dans certaines conditions, pourquoi ne devrait-elle pas naître deux fois, presque au même endroit?
Amas globulaire Terzan 5 - vue à travers un très grand télescope. Plus près du centre de l'amas, la densité est plus élevée et la stabilité est comparable à n'importe quelle autre zone.2) Dans un amas globulaire. Les amas globulaires sont des collections massives de centaines de milliers d'étoiles, en forme de sphères d'un diamètre de plusieurs dizaines d'années-lumière. Aux bords extérieurs, la distance typique entre les étoiles est de l'ordre d'une année-lumière, et dans les régions intérieures des amas les plus denses, les étoiles peuvent partager des distances relativement petites telles que le Soleil et la
ceinture de Kuiper . Les orbites des planètes dans ces systèmes stellaires doivent être stables même dans un environnement aussi dense, et compte tenu de ce que nous savons des amas globulaires apparus bien avant Kepler-444, soit 11,2 milliards d'années, il devrait y avoir de bons candidats pour la vie et l'habitabilité. Les distances de plusieurs centaines d'unités astronomiques, bien qu'elles changent avec le temps en raison du mouvement des étoiles, peuvent être qualifiées de rencontre étonnamment rapprochée entre deux civilisations.
Des photographies haute résolution dans le proche infrarouge nous ont permis d'ouvrir trois superamas stellaires dans le centre galactique . Puisque la lumière à des longueurs d'onde proches de l'infrarouge pénètre à travers la poussière dense située entre la Terre et le centre galactique, nous avons pu voir ces superamas. Ce sont les clusters Central Parsek, Quintipllet et Arches . Mais toutes les étoiles de ces amas, et généralement du centre galactique, sont assez jeunes.3) Près du centre de la galaxie. Plus vous êtes proche du centre de la galaxie, plus les étoiles sont denses. A quelques années-lumière du centre, la densité des étoiles est extrêmement élevée, beaucoup plus élevée qu'au centre d'un amas globulaire. Dans un sens, le centre de la galaxie est un environnement encore plus dense, avec de grands trous noirs, des étoiles extrêmement massives et de nouveaux amas où se forment les étoiles - tout cela n'est pas dans des amas globulaires. Mais le problème avec ces étoiles que nous voyons au cœur de la Voie lactée est qu'elles sont toutes relativement jeunes. Peut-être en raison de la grande variabilité de l'environnement local, les étoiles y vivent rarement, même jusqu'à un milliard d'années. Malgré leur densité élevée, ces étoiles ont peu de chances d'avoir développé des civilisations. Ils ne vivent pas assez longtemps.
Les étoiles sont obtenues en différentes tailles, couleurs et masses, y compris de nombreuses étoiles bleu vif, des dizaines voire des centaines de fois plus massives que le Soleil. Cela peut être vu dans l' amas ouvert d' étoiles NGC 3766 dans la constellation du Centaure .4) Dans un amas d'étoiles dense ou un bras en spirale. D'accord, qu'en est-il des amas d'étoiles se formant dans le plan galactique? Les bras en spirale sont plus denses que les régions habituelles de la galaxie, et c'est là que les jeunes étoiles sont plus susceptibles d'apparaître. Les amas d'étoiles laissés par ces époques contiennent souvent des milliers d'étoiles situées sur une parcelle de quelques années-lumière. Mais les étoiles ne restent pas longtemps dans cette configuration. Un amas typique d'étoiles ouvertes se disperse en seulement quelques millions d'années, et seule une petite fraction d'entre elles survit jusqu'à des milliards d'années. Les étoiles entrent et sortent constamment des bras en spirale, y compris le soleil. En général, même si les distances typiques entre les étoiles au sein d'un amas peuvent varier de 0,1 à 1 année-lumière, il est peu probable qu'elles soient des candidats appropriés pour le rôle de berceaux de la vie.
Diagramme de distance logarithmique montrant le vaisseau spatial Voyager, notre système solaire et l'étoile la plus proche5) Distribué dans l'espace interstellaire. Dans d'autres cas, les étoiles se retrouvent dans une telle situation que l'on observe: les distances entre elles sont de l'ordre de plusieurs années-lumière. En approchant du centre de la galaxie, vous pouvez réduire cette distance à celles trouvées dans les amas ouverts - de 0,1 à 1 année-lumière. Mais si vous vous en approchez trop, nous rencontrerons un problème que nous voyons au centre de la galaxie: fusions, interactions, autres catastrophes susceptibles d'interférer avec votre environnement stable. Vous pouvez réduire la distance, mais un espace interstellaire typique ne convient pas à cela. Si vous insistez sur le rapprochement, la meilleure option serait d'attendre qu'une autre étoile passe près de l'original - et avec une étoile typique, cela se produit une fois tous les un million d'années environ.
Le graphique de la probabilité de passage d'une étoile à une certaine distance du Soleil. Le graphique est logarithmique sur les deux axes.Et bien que nous ne nous attendions pas à ce que la vie extraterrestre intelligente soit fréquente dans l'Univers, aussi fréquente que les planètes et les étoiles - chaque monde qui satisfait aux conditions nécessaires est une chance. Et chaque fois que vous avez une chance, vous avez une chance de succès avec une probabilité ultime. Chacune de ces possibilités peut être une réalité! La probabilité d'un tel événement peut être faible, mais jusqu'à ce que nous y allions et voyions ce qui existe et ce qui ne s'y trouve pas, il est vital d'évaluer objectivement le type d'intelligence extraterrestre que l'Univers peut nous fournir. La vérité est certainement quelque part, mais il est important de comprendre que si nous étions très chanceux, cela pourrait être beaucoup plus proche que nous osons même l'imaginer aujourd'hui!