L'oxygène: la couleur de la vie

Le huitième élément de la nature nous permet de vivre, de respirer et de penser, mais il colore également le cosmos avec sa teinte verdâtre distinctive.

Par Bob Berman  | Publication: jeudi 29 août 2019

La plupart des gens qui regardent la nébuleuse d'Orion (M42) à travers de grands télescopes amateurs voient une teinte verdâtre de l'oxygène incandescent, capturée ici à travers un filtre qui passe cette couleur. Les images M42 typiques révèlent le rouge émis par l'hydrogène.

ESO

Lorsque nous observons des objets dans l'espace lointain à travers des télescopes d'arrière-cour, nous ne voyons généralement pas beaucoup de couleurs. La grande exception est le vert vif dans certaines nébuleuses. Le secret de cette couleur constitue une histoire majeure. C'est un conte qui se connecte à nos vies et à nos esprits, et ouvre des portails à un nouveau niveau d'exploration céleste.

Revenez à la classe de sciences de sixième année de Mme Wombat. Là, nous avons appris que l'univers contient 92 éléments naturels. Tous se trouvent également ici sur Terre. Cela n'a aucun sens de prétendre qu'ils sont tout aussi intéressants. Par exemple, chaque respiration que vous prenez est un mélange gazeux de 99,9% d'azote, d'oxygène et d'argon. L'argon est inerte et flotte juste là. Nous ne l'utilisons pas pour grand-chose à part le remplissage des ampoules. Cela ne nous aide pas et 
ne nous fait pas de mal.

L'air contient également un peu de vapeur d'eau (H2O), qui représente les deux tiers de l'hydrogène. C'est l'élément le plus commun de l'univers, a insisté Mme Wombat, et qui étions-nous pour douter d'elle? L'hydrogène constitue la majeure partie de notre cerveau. C'est le carburant principal du Soleil. C'est évidemment crucial pour notre existence.

Mais maintenant, en termes d'abondance cosmique, considérons l'élément numéro deux: l'hélium. Cela nous ramène à la catégorie non vitale. Nos corps contiennent exactement zéro hélium. Si tout l'hélium de la Terre disparaissait soudainement, la plupart d'entre nous ne s'en rendraient pas compte ou ne s'en soucieraient pas.

Mais donnez de l'hélium: à l'intérieur des étoiles, il subit une fusion pour créer le troisième élément le plus abondant de l'univers, l'oxygène. Nous avons ainsi atteint le héros du conte d'aventure d'aujourd'hui. Nos vies dépendent de façon critique de l'oxygène. Il se combine si ardemment avec d'autres éléments que lorsque nous regardons autour de nous, sur Terre ou à travers nos télescopes, nous le voyons presque partout. Bien que l'eau puisse représenter les deux tiers de l'hydrogène en termes de composition atomique, elle représente près de 90% d'oxygène en poids. De la même façon, les anneaux de Saturne sont principalement de l'oxygène. Les nuages ​​aussi. Et du lait au chocolat. Chatons.

Cette image à peu près vraie couleur de la nébuleuse planétaire Haltère (M27) montre l'oxygène rougeoyant comme vert et l'hydrogène comme rouge. 

ESO

Parce que la plupart des autres éléments fusionnent facilement avec elle et l'absorbent comme une éponge, aucun corps céleste n'a d'oxygène libre significatif. L'atmosphère de la Terre est le seul endroit de l'univers connu qui en contient beaucoup.

Notre couverture d'air contient 21% d'oxygène pour une seule raison: les plantes. Ils absorbent l'oxygène sous l'une de ses formes combinées (dioxyde de carbone), utilisent le carbone pour créer leurs corps rigides et croquants, puis libèrent de l'oxygène moléculaire en tant que déchet. Il y a tellement de plantes, d'arbres et de varech, notre air est rempli d'oxygène.

Personne ne le savait au début de la Renaissance. En fait, personne ne savait que l'air est un mélange de gaz. Mais la chasse au savoir était lancée. Les scientifiques ont découvert les deux principaux composants de l'air presque simultanément. Le médecin écossais Daniel Rutherford a identifié l'azote en 1772; deux ans plus tard, le théologien britannique Joseph Priestly a isolé l'oxygène. La distinction principale des éléments était immédiatement évidente. Un a soutenu la vie et la combustion; l'autre non.

Le grand joueur non oxygéné acquit bientôt une réputation macabre. Rutherford l'a appelé «l'air nocif». Les souris placées dedans sont rapidement mortes. Quant à l'oxygène, c'était le précieux élément vital que tout le monde essayait alors de détecter. Parce que l'oxygène se lie si facilement à la plupart des autres éléments, il représente les deux tiers du corps animal en poids. Et près de la moitié de la Lune. Quand les loups hurlent à la pleine lune, c'est essentiellement de l'oxygène qui appelle l'oxygène.

Les plantes et les arbres pompent de l'oxygène dans l'atmosphère, permettant aux humains de respirer - et aux aurores de briller. 

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Trop de bonne chose

Au début, l'univers n'avait pas d'oxygène du tout. Le Big Bang a créé de l'hydrogène, de l'hélium et un peu de lithium au cas où les premières étoiles souffriraient de dépression. Mais pas de O. Il est apparu oh-so progressivement commençant peut-être 100 millions d'années après le Big Bang - une infiltration pathétique, vraiment, qui s'est infiltrée après avoir été forgée dans les intérieurs invisibles des étoiles. Certains de ces premiers soleils bleus se sont retournés à l'envers en faisant exploser violemment et en dispersant leur oxygène nouvellement fabriqué à travers les ruelles sans plancher de l'espace.

L'astrophysicien britannique Arthur Eddington a découvert pour la première fois comment le Soleil et d'autres étoiles brillent en 1920. Il a correctement soutenu que l'énergie provenait de la fusion de quatre atomes d'hydrogène en un nouvel atome d'hélium. À mesure que les étoiles évoluent vers la vieillesse, elles fusionnent de plus en plus d'hélium pour produire du carbone, puis de l'oxygène. Au moment où une étoile comme le Soleil atteint la fin de sa vie et s'effondre en une naine blanche, c'est une boule solide d'oxygène et de carbone et rien d'autre.

Avant que cet écrasement ne se déroule, une étoile typique avec jusqu'à environ 8 masses solaires jette du matériel sous forme de bulle de gaz en expansion. C'est là que nous en tant qu'observateurs entrons en scène. Chaque fois que nous regardons une nébuleuse planétaire, nous voyons une étoile centrale de vieillesse entourée d'un beignet brillant contenant d'innombrables milliards de tonnes d'oxygène. Certains d'entre eux - ainsi que du matériel provenant de l'explosion de supernova dans des étoiles encore plus massives - aident finalement à former de nouvelles étoiles et planètes.

Comme le nôtre. Bien que, fait intéressant, nous n'avions pas d'atmosphère oxygénée il y a seulement 2,4 milliards d'années. Ensuite, les choses ont commencé à devenir incontrôlables. Il y a à peine 300 millions d'années, la Terre était tellement recouverte de plantes que notre air s'est suroxygéné. Il a atteint une concentration de 35%. Cela a laissé l'évolution créer une ère cauchemardesque d'insectes hypergéants. Certaines mouches à l'époque avaient des envergures qui pourraient rivaliser avec les aigles d'aujourd'hui. Essayez de les tapoter. Parfois, trop d'oxygène n'est pas une bonne idée.

La lanterne verte

Nous sommes des observateurs, cependant, le vrai truc est de savoir comment l'oxygène nous amène à de jolies couleurs. (En fait, bien qu'il s'agisse d'un gaz incolore, l'oxygène se liquéfie en un fluide bleu attrayant.) Sous sa forme gazeuse, l'oxygène ne brille généralement pas. Pas quand c'est cool. En effet, un atome ne peut émettre de lumière que lorsqu'un électron en orbite se rapproche du noyau. Les atomes tranquilles ordinaires, comme ceux des gaz que vous respirez, ne sont pas excités, donc leurs électrons ne changent pas d'orbite et ne brillent pas.

Le vert domine souvent l'éclat d'une aurore. La lumière provient de l'oxygène atomique dans la fine atmosphère supérieure de la Terre, à environ 60 miles (100 kilomètres) au-dessus de la surface. 

Hinrich Bäsemann

Regardez maintenant dans le ciel nocturne. Notre première expérience fonctionne mieux si vous déménagez en Alaska, au Canada, en Islande ou en Europe du Nord. C'est là que vous pouvez voir le gaz rougeoyant le plus proche - les célèbres aurores boréales ou aurores boréales. Bien qu'ils soient au cœur de notre histoire, les mystères de l'aurore ont poussé les physiciens bonkers au cours du 19e siècle et jusque dans le 20e. De quoi s'agit-il exactement et comment émet-il sa couleur verte distinctive? Les spectroscopes, qui séparent la lumière d'un objet en ses couleurs composantes, ont révélé que la plupart des lumières aurorales avaient une longueur d'onde précise de 557,7 nanomètres. Mais, étrangement, comparer cela à divers gaz incandescents dans le laboratoire n'a donné aucune réponse. Rien ne correspondait.

Les physiciens étaient en ébullition. Chaque explication s'est avérée incorrecte. Au début du XXe siècle, l'astronome allemand Julius Scheiner a conclu que «le spectre auroral est absolument identique au spectre cathodique de l'azote». Bip, faux! Le météorologiste anglais Marshall Watts était tout aussi ferme dans une opinion antithétique: "Il ne fait maintenant aucun doute que la [lueur de] l'aurore doit être attribuée au krypton." Bip! Les idées fausses coulaient à flots. Quelques années plus tard, l'expert allemand de la spectroscopie Heinrich Kayser leva les mains avec exaspération: "Nous ne savons rien du tout de l'origine chimique des raies de la lumière polaire."

Pourtant, tout le monde avait une opinion. Le chercheur allemand Alfred Wegener, bientôt célèbre pour sa théorie de la dérive des continents, a publié un ouvrage majeur sur l'atmosphère dans lequel il a suggéré que la lueur aurorale provenait d'un nouveau gaz de «géocoronium». Cette notion d'un élément non découvert produisant un feu vert n'était pas nouvelle. Pendant près d'un siècle, les scientifiques ont largement attribué la lueur verte étrange des nébuleuses - qui brillent à une longueur d'onde émeraude de 500,7 nm - à une substance appelée «nébulium». Le cosmos semblait inondé d'éléments introuvables sur Terre.

Des décennies se sont écoulées. Lars Vegard, un expert norvégien de la physique des aurores, était sûr d'avoir résolu le casse-tête vert en 1924. Comme il l'a écrit dans Nature, «le spectre auroral typique est émis à partir de [particules de poussière solides] d'azote».

Ils avaient tous tort. Il s'est avéré que l'élément nébulium n'existe pas, pas plus que le géocoronium. Pendant tout ce temps, la source du feu vert était de l'oxygène ordinaire.

Dans les deux endroits - espace profond et haut dans notre atmosphère - le mystère est né des conditions de quasi-vide. Vous voyez, comme Mme Wombat le faisait remarquer, les électrons de l'oxygène ont certaines orbites autorisées autour du noyau. Mais lorsqu'ils sont excités par les électrons solaires ou le rayonnement ultraviolet à haute énergie d'une étoile, les électrons sautent vers des positions énergétiques mais instables où ils ne peuvent pas rester. Près de la surface de la Terre où l'air est épais, ces atomes excités frappent les autres si rapidement qu'ils dissipent leur énergie supplémentaire avant de pouvoir la diffuser sous forme de lumière.

Mais dans la haute atmosphère raréfiée et aussi dans le vide poussé de l'espace profond, les électrons de l'oxygène peuvent s'attarder dans un état «métastable» avant de tomber sur une orbite inférieure et d'émettre des photons. Ils dégagent ainsi des couleurs jamais produites dans des conditions plus terrestres. Ce «rayonnement interdit», comme on l'appelait, se présente dans une nuance précise de jaune-vert à 557,7 nm dans les aurores boréales et de bleu-vert à 500,7 nm pour les nébuleuses planétaires. (Cette dernière émission provient de l'oxygène doublement ionisé, qui a perdu deux de son complément normal d'électrons.) Oxygène. Rien d'exotique, après tout ce mal. Le mystère est enfin résolu.

Bien que la lueur verte de l'oxygène domine cette aurore, elle affiche également des teintes violettes des molécules d'azote. 

Justinreznick / iStock / Thinkstock

Oh dis, tu le vois?

Heureusement, ces émissions d'oxygène se produisent là où l'œil humain est le plus sensible. Pourtant, en 2014, lors de ma tournée annuelle des aurores boréales en Alaska, que je conduis depuis des décennies, certains des 44 invités ont déclaré n'avoir vu aucune couleur. Pour eux, l'aurore est apparue blanc pâle. J'ai été surpris car à mes yeux, le vert était si intense qu'il ressemblait à un feu de circulation. J'ai donc pris un vote. Résultat: la moitié du groupe a vu la couleur comme un vert riche; un quart le percevait comme vert pâle; et un quart ne voyait aucune couleur. Il est ainsi apparu une fois de plus que les yeux humains varient dans leur capacité à voir la couleur à de faibles niveaux de lumière.

Cette individualité se transmet aux observations télescopiques. La plupart des gens qui regardent la nébuleuse d'Orion (M42) à travers de grands instruments de jardin - 10 pouces d'ouverture et plus - perçoivent une couleur verte distincte. Mais tout le monde ne le fait pas. Les nébuleuses les plus fiables qui affichent une couleur verte riche sont probablement des planètes compactes telles que la nébuleuse de l'œil de chat (NGC 6543) à Draco et la nébuleuse de la petite gemme (NGC 6818) en Sagittaire. J'avais l'habitude de déplorer que puisque la plupart des amateurs ne possèdent pas de spectroscopes, ils ne peuvent pas examiner et apprécier pleinement ces teintes. Récemment, cependant, j'ai réalisé que lorsqu'un corps céleste émet la plupart de sa lumière dans une partie étroite du spectre - comme le font les planétaires avec leur oxygène brillant à 500,7 nm - vous n'avez vraiment pas besoin d'un spectroscope. Votre œil perçoit des couleurs précises à travers l'oculaire.

Un spectroscope est très utile pour observer des mélanges de couleurs. En utiliser un pour regarder Betelgeuse ou Sirius est une expérience merveilleuse car non seulement toutes les émissions sont présentées côte à côte de manière dramatique, mais les différences entre les types spectraux stellaires deviennent également magnifiquement frappantes. Bételgeuse montre de nombreuses raies d'absorption, même certaines provenant de molécules, tandis que Sirius affiche une simple série de raies pointues d'hydrogène superposées à une explosion vive de vert, bleu et rouge. En revanche, une nébuleuse planétaire est une composition à une seule note avec pratiquement toute sa lumière provenant de cette seule ligne verte d'oxygène.

Un motif en spirale intrigant s'est développé dans cette aurore au-dessus du musée Lofotr Viking sur l'île norvégienne de Vestvågøya. 

Allen Hwang

Avec la nébuleuse d'Orion, l'oxygène brillant domine la vue visuelle de l'oculaire en conférant une couleur de jade évidente. À travers un spectroscope, cependant, d'autres émissions apparaissent parce que l'hydrogène rougeoyant et la lumière stellaire dispersée remplissent également le pot de ragoût. Pour terminer le quart de travail, prenez une photo. Maintenant, une chose surprenante se produit - le vert disparaît. Il a disparu parce qu'il est «grillé» et surexposé en blanc. Soudain, la lumière cramoisie de l'hydrogène à 656,3 nm règne. Cette couleur ne s'enregistre pas à travers un oculaire visuel car à faible niveau, la vision humaine est complètement aveugle au rouge foncé.

 Conclusion: les couleurs que vous voyez - et la question de savoir si la lueur verte de l'oxygène domine la scène - dépendent de votre technique. Visuellement, l'oxygène règne. Photographiquement, ce n'est pas le cas dans les nébuleuses planétaires. Et spectroscopiquement, c'est un coup de tête sauf avec les planétaires. À travers tout cela, et quel que soit l'équipement que vous utilisez, l'observation de l'oxygène incandescent est éducative et amusante.

Les trois isotopes sages

L'oxygène fournit également les clés des énigmes célestes critiques. C'est parce qu'il se décline en trois saveurs. L'oxygène a trois isotopes stables, chacun ayant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons dans son noyau. Tous ont des propriétés chimiques identiques et vous pouvez en respirer avec joie. Chaque atome d'oxygène contient huit protons. La grande majorité d'entre eux possède également huit neutrons. Additionnez les protons et les neutrons dans cet atome d'oxygène le plus léger et vous obtenez 16, donc cette forme la plus courante est appelée O-16. Mais un petit pourcentage d'oxygène a un ou deux neutrons supplémentaires - O-17 et O-18, respectivement.

Les premières étoiles de l'univers ont créé du O-16 pur à 100%. Les générations ultérieures ont progressivement augmenté les proportions des isotopes les plus lourds. De nos jours, au moins ici dans le système solaire, environ 1 sur 500 atomes d'oxygène contient un neutron supplémentaire tandis qu'environ 1 sur 2000 en a deux supplémentaires. Toujours avec nous?

Les étoiles d'Orion brillent à travers les rayons lumineux de cette aurore verdâtre riche en oxygène. 

Stéphane Vermette

Les rapports des isotopes O-16, O-17 et O-18 dans chaque croustille, chiot et roche ici sur Terre suivent une relation simple. Mais si vous envoyez un atterrisseur sur Mars et échantillonnez son matériel, comme la NASA l'a fait à plusieurs reprises, vous constaterez que les roches martiennes avec le même rapport O-18 à O-16 que les spécimens terrestres auront un rapport légèrement plus élevé de O-17 à O-16. La différence dans le rapport isotopique entre nos deux planètes est de 300 parties par million, avec Mars toujours plus élevé.

Les isotopes de l'oxygène sont donc comme des empreintes digitales. Ils vous disent de quel monde vient un rocher. C'est ainsi que nous pouvons être sûrs qu'une météorite particulière est originaire de la planète rouge. Nous avons également des météorites du grand astéroïde Vesta, dont le rapport O-17 à O-16 est inférieur d'environ 300 parties par million à celui de la Terre.

Voici où les choses deviennent étranges. L'oxygène dans les roches lunaires a le même rapport isotopique que les objets terrestres. C'est comme si la Lune était la Terre! Toute différence est inférieure à 1 partie sur 50 000.

Cela pose cependant un problème. Presque tous les scientifiques planétaires pensent que la Lune est le résultat d'une collision depuis longtemps entre la Terre et un corps de la taille de Mars surnommé Theia. Les lois de la physique montrent que pour que l'hypothèse d'impact fonctionne, une grande partie de la Lune devrait être du matériau Theia et devrait donc avoir un rapport isotope-oxygène distinct et étranger. Pourtant, la Lune semble faite de choses terrestres.

Toutes les quelques années, certains chercheurs publieront un article de journal qui tente d'expliquer ce problème d'oxygène ou bien de l'utiliser pour discréditer l'hypothèse de collision. Une nouvelle analyse majeure des roches lunaires d'Apollo en 2014 a prétendu trouver une minuscule disparité entre les oxygènes de nos mondes - à peine peut-être, à peine, pour garder vivante l'idée de la naissance violente de la Lune.

Alors, respirez profondément. Méditez sur l'élément qui dynamise votre cerveau afin que vous puissiez contempler le cosmos. Et un jour, si nous apercevons la lueur aurorale distinctive de l'oxygène sur une exoplanète, le feu vert peut servir de signal «go».

Car, presque sûrement, nous aurons trouvé la signature des plantes sur un autre monde. Ce sera notre oxygène bien-aimé, guidant une fois de plus nos découvertes.

Source: https://astronomy.com/magazine/2019/08/oxygen-the-color-of-life?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR3AQH0WQr9a_DqCy5pfNIk58dslDEOVM-DsPNlZEE7tbkqgTqqR_Gl40PM

La vie sur la lune? Il y a peut-être longtemps

Par John Wenz  | Publication: lundi 23 juillet 2018

Des zones de la lune enfermées dans une ombre permanente, comme celles illustrées ici, peuvent encore contenir de l'eau. Mais il y a longtemps, l'eau était abondante à travers la Lune.

Studio de visualisation scientifique Goddard Space Flight Center de la NASA

Aujourd'hui, la Lune est à peu près aussi inhospitalière que possible. Le peu d'eau qui s'y trouve est emprisonné dans la glace ou la roche. Il est par ailleurs sec et sans air, sa température fluctuant de centaines de degrés partout où le soleil brille. Mais il y a longtemps? C'est une histoire entièrement différente.

De nouvelles recherches publiées dans Astrobiology suggèrent que la Lune peut avoir été scandaleusement habitable dans le passé pendant au moins deux périodes - peu de temps après la formation de la Lune et lorsque l'activité volcanique était à son plus haut.

La clé de tout cela est la chaleur et beaucoup d'énergie. La Lune s'est formée après une collision entre la Terre et une proto-planète, des astronomes appelés Theia. Et juste après l'éclatement, il y avait beaucoup de vapeur d'eau - suffisamment pour que la Lune ait pu avoir une atmosphère assez substantielle et des flaques d'eau au sol. L'activité volcanique était également élevée, ce qui aurait pu reconstituer l'atmosphère avec de la vapeur d'eau du plus profond de l'intérieur.

Tout cela s'est produit il y a environ 4 milliards d'années.

Et au moment où l'activité volcanique s'est stabilisée quelque 500 millions d'années après la collision, l'atmosphère ne pouvait pas s'accrocher - et tout comme Mars, la Lune s'est asséchée.

Mais au cours de cette période de plus de 500 millions d'années, tous les ingrédients de la vie pourraient bien avoir été présents.

Cette ère habitable est également tombée pendant une période de bombardements d'astéroïdes fréquents, de sorte que le système solaire intérieur peut avoir partagé avec les ingrédients de la Lune pour rendre la vie possible. Les astéroïdes auraient même pu toucher la Terre primitive et transporter des bactéries primitives à la surface de la Lune.

La courte durée de la vie lunaire n'a pas vraiment eu beaucoup de temps pour évoluer bien au-delà des organismes unicellulaires.

Cependant, il existe de nombreuses preuves que l'eau lunaire précoce est toujours piégée dans la roche maintenant. Ainsi, creuser un peu plus profondément sous la surface de la Lune - dans, disons, un programme d'exploration lunaire - pourrait fournir de plus grandes preuves de la vie lunaire, y compris la possibilité de microbes fossilisés piégés dans la roche.

Cet article a été initialement publié sur Discovermagazine.com .

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://astronomy.com/news/2018/07/life-on-the-moon?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR1Fnmsb591CDaKrUPtRzPmAyGTFRI9FWolVEyC6Wb8cVZmjWoQM7x4U2p4

Les étoiles naines K peuvent offrir les meilleures chances d'héberger une vie extraterrestre

Les naines rouges sont relativement sûres et ont une longue durée de vie, ce qui en fait des quartiers stellaires potentiellement idéaux pour la vie.

Par Erika K. Carlson  | Publication: mercredi 8 janvier 2020

SUJETS CONNEXES: ÉTOILES | EXOPLANETS

Vue d'artiste d'une planète en orbite autour d'une étoile naine K. Ces étoiles peuvent être les endroits les plus idéaux pour trouver des planètes avec une vie extraterrestre.

ESO / L. Calcada / Nick Risinger

Alors que les chercheurs recherchent la vie extraterrestre dans le cosmos, il est important de rechercher plus que des planètes favorables à la vie. Un autre facteur crucial pour savoir si la vie peut survivre est les étoiles autour desquelles ces planètes tournent.

Ces dernières années, certains astronomes ont suggéré qu'un type d'étoile naine appelée K nains pourrait offrir un «point idéal» pour l'hébergement de planètes respectueuses de la vie. Maintenant, un groupe de chercheurs a étudié un grand nombre de ces naines rouges pour mieux comprendre leurs propriétés. Ils ont également évalué à quel point les exoplanètes hospitalières connues autour des nains K pouvaient être à vie.

Ils pourraient en fait être notre meilleur pari. Les chercheurs suggèrent que les naines K pourraient être le type d'étoile le plus prometteur pour héberger des planètes habitables.

Ils ont présenté leurs conclusions mercredi lors de la 235e réunion de l'American Astronomical Society à Honolulu.

Petit, rouge et hospitalier

Les naines K sont un type de naine rouge - des étoiles plus petites et plus rouges que notre soleil et d'autres étoiles de «type G». Mais parmi les naines rouges, ce sont les plus grandes. Les naines rouges à l'extrémité la plus petite du spectre sont appelées naines M. 

La majorité des étoiles de la galaxie de la Voie lactée sont des naines rouges . Pour cette raison, les astronomes ont été très intéressés à savoir quelles seraient les conditions de surface - et donc le potentiel d'hébergement d'organismes - comme pour les planètes en orbite autour de ces étoiles. Une grande préoccupation est que les nains M ont tendance à émettre beaucoup de rayons X et UV à haute énergie, ce qui peut être dangereux pour la vie .

Les étoiles naines K peuvent être des étoiles "Boucle d'or" pour la vie extraterrestre, avec des propriétés entre les naines M les plus dangereuses et les étoiles G à vie plus courte et plus rares comme notre soleil. 

NASA, ESA et Z. Levy (STScI)

Les nains K, en revanche, ne dégagent pas autant de radiations dangereuses. Un groupe de chercheurs, dont Edward Guinan, un astronome de l'Université Villanova en Pennsylvanie, a découvert que les planètes en orbite autour des nains K ne seraient probablement bombardées que par un centième du rayonnement X que les planètes autour des nains M recevraient. 

Une étoile de Boucle d'or 

L'équipe souligne également que les naines K ont l'avantage supplémentaire d'une durée de vie stable plus longue que les étoiles de type G comme le soleil. 

"Il n'y a rien de mal avec une étoile G", a déclaré Guinan lors d'une conférence de presse. «Ils ne vivent tout simplement pas trop longtemps.» Des

étoiles comme notre soleil passent environ 10 milliards d'années dans les phases stables de la «séquence principale» de leur vie avant de s'envoler en géants rouges. Mais les nains K peuvent vivre de 15 à 45 milliards d'années avant de devenir des géants rouges, ce qui donne aux planètes qui les entourent beaucoup plus de temps pour potentiellement faire évoluer la vie, puis pour continuer à vivre plus longtemps. 

Cette combinaison de longue durée de vie, de nombres relativement importants et de faibles niveaux de rayonnement dangereux fait des nains K une sorte d'étoile «Boucle d'or» pour les chercheurs à la recherche d'une vie extraterrestre, disent les chercheurs.

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2020/01/k-dwarf-stars-may-offer-the-best-odds-for-hosting-alien-life?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR3azQxPIZ_NsDHjhMNNRwIGeIMeT58twqOIPSMcq4PFJiJ_S55vetebqrk

Le système Alpha Centauri pourrait avoir des conditions de vie favorables

Le rayonnement X ne représente aucune menace pour les planètes en orbite autour de ces deux étoiles proches du Soleil.

Par Amber Jorgenson  | Publication: vendredi 8 juin 2018

Alpha Centauri est le système stellaire le plus proche de la Terre, et il abrite des étoiles semblables au soleil. Assise à seulement 4 années-lumière de distance, soit 25 billions de miles (40 billions de kilomètres), Chandra a découvert que deux de ses étoiles pouvaient avoir des conditions favorables pour des exoplanètes habitables.

Rayons X: NASA / CXC / Université du Colorado / T.Ayres; Optique: Zdeněk Bardon / ESO

La recherche d'exoplanètes habitables s'étend de loin en loin, repoussant les limites de ce que nos télescopes modernes sont capables de faire. Mais soyez assuré que nous n'ignorons pas ce qui se trouve dans notre propre arrière-cour. Les chercheurs ont gardé un œil diligent sur Alpha Centauri, le système le plus proche de la Terre qui abrite des étoiles semblables au soleil. Et maintenant, une étude complète publiée dans Research Notes of the AAS efface les deux étoiles les plus brillantes d'Alpha Centauri d'un facteur d'habitabilité crucial: le rayonnement X dangereux.

Dans l'étude, l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA a observé les trois étoiles d'Alpha Centauri, qui se trouve à seulement 4 années-lumière de la Terre, deux fois par an depuis 2005. Dans un effort pour déterminer l'habitabilité des planètes sur leurs orbites, Chandra a surveillé la quantité de rayonnement X que chaque étoile a émise dans sa zone habitable. Un excès de rayonnement X peut faire des ravages sur une planète en dissolvant son atmosphère, en causant des effets nocifs pour les résidents potentiels et en créant une météo spatiale destructrice qui pourrait perturber toute technologie éventuellement utilisée. Mais heureusement, les planètes potentielles en orbite autour de deux des trois étoiles n'ont rien à craindre. En fait, ces étoiles pourraient en fait créer de meilleures conditions planétaires que notre propre Soleil. 

"Parce qu'il est relativement proche, le système Alpha Centauri est considéré par beaucoup comme le meilleur candidat pour explorer les signes de vie", a déclaré Tom Ayres, de l'Université du Colorado Boulder, auteur de l'étude, dans un communiqué de presse . "La question est, allons-nous trouver des planètes dans un environnement propice à la vie telle que nous la connaissons?"

Les trois étoiles qui composent Alpha Centauri ne sont pas exactement créées égales, certaines étant plus hospitalières que d'autres. Les deux étoiles les plus brillantes du système sont une paire connue sous le nom d'Alpha Cen A et Alpha Cen B (AB pour faire court), qui orbite si étroitement que Chandra est le seul observatoire suffisamment précis pour différencier leurs rayons X. Plus loin dans le système se trouve Alpha Cen C, connu sous le nom de Proxima, qui est l'étoile non solaire la plus proche de la Terre. La paire AB est remarquablement similaire à notre Soleil, avec Alpha Cen A presque identique en taille, luminosité et âge, et Alpha Cen B seulement légèrement plus petit et plus sombre.

Alpha Cen A et Alpha Cen B peuvent sembler distincts dans cette image capturée par le télescope spatial Hubble de la NASA, mais sans instruments de haute précision, les deux étoiles semblables au soleil apparaissent comme un seul objet brillant dans le ciel.

ESA / NASA

En ce qui concerne le rayonnement X, Alpha Cen A fournit en fait un environnement planétaire plus sûr que le Soleil, émettant de plus faibles doses de rayons X dans sa zone habitable. Alpha Cen B crée un environnement qui n'est que légèrement pire que le soleil, libérant des quantités plus élevées de rayons X par un facteur cinq seulement. 

"C'est une très bonne nouvelle pour Alpha Cen AB en termes de capacité de vie possible sur n'importe laquelle de leurs planètes à survivre aux radiations des étoiles", a déclaré Ayres. "Chandra nous montre que la vie devrait avoir une chance de se battre sur des planètes autour de l'une ou l'autre de ces étoiles."

Proxima est une autre histoire, cependant. C'est une naine rouge beaucoup plus petite qui émet environ 500 fois plus de rayonnement X dans sa zone habitable que la Terre n'en reçoit du Soleil, et peut rayonner 50000 fois plus pendant les éruptions massives de rayons X qu'elle est connue pour projeter dans l'espace. Bien que le rayonnement X du duo AB ne soit pas une menace pour la vie, la dose massive expulsée par Proxima l'est certainement. 

Et comme par hasard, la seule exoplanète identifiée dans Alpha Centauri est en orbite autour de Proxima inhabitable. Les chercheurs n'ont cependant pas perdu espoir. Ils continuent de rechercher des exoplanètes autour de la paire AB, bien que leur orbite serrée rend difficile de repérer quoi que ce soit entre les deux. Mais même si la recherche continue de se révéler vide, la vaste enquête de Chandra aidera les chercheurs à étudier les diagrammes de rayonnement X des étoiles similaires à notre Soleil, nous permettant de localiser toutes les menaces potentielles pour la Terre. Et si nous rencontrons des planètes en orbite autour de ces deux étoiles, nous pourrions simplement trouver des signes de vie dans notre propre arrière-cour.

Source: http://www.astronomy.com
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Les comètes ont-elles apporté la vie sur Terre?

Des molécules organiques complexes existent sur les astéroïdes, et probablement sur les comètes.

Par David J. Eicher  | Publication: lundi 1 juillet 2019

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PORTEUR DE VIE? En mai 2004, la comète NEAT (C / 2001 Q4) a embrasé le ciel nocturne. Au début de l'histoire du système solaire, les collisions de comètes ont peut-être amené beaucoup d'eau sur Terre - et peut-être aussi les éléments constitutifs de la vie.

Recteur WIYN / NOAO / AURA / NSF / TA, Z. Levay, L. Frattare

Comprendre comment la vie a commencé sur Terre engage de nombreux domaines scientifiques. C'est une question complexe impliquant des éléments connexes de physique, de chimie, d'astronomie et de biologie. Les choses ont parcouru un long chemin depuis le quatrième siècle avant JC, quand Aristote a enseigné que la vie est née d'elle-même à partir d'objets inanimés.

Les découvertes critiques des cinq dernières décennies donnent toutes une image de la façon dont les cellules auto-reproductibles complexes auraient pu commencer au début de la Terre. Dans les années 1950, les chimistes Harold Urey et Stanley Miller ont démontré que de petites molécules liées à la vie, telles que les acides aminés, auraient pu se former dans des conditions probablement présentes sur la jeune Terre.

Les phospholipides, composants des membranes biologiques, forment spontanément des structures de type cellulaire. Des composés chimiques appelés nucléotides, liés lors de réactions chimiques, auraient pu former des molécules d'ARN auto-réplicables.

VIEILLE BLESSURE. Des preuves d'impacts anciens marquent toujours la surface de la Terre. Le réservoir Manicouagan de Québec, à environ 60 milles (96 kilomètres) de diamètre, marque l'emplacement d'un ancien cratère d'impact. Les astronautes de la navette spatiale ont pris cette image orbitale en 1983.

NASA

Les ribosomes dans les cellules, où l'ARN traduit le code génétique en protéines, auraient pu se former à partir de molécules précurseurs et commencer à synthétiser des protéines. Et les protéines elles-mêmes seraient probablement devenues de grosses molécules dominantes liées à la vie, laissant l'ARN et d'autres acides nucléiques transporter des «plans» génétiques sur les générations suivantes.

Basé sur la prise de conscience que la vie pourrait commencer sur la Terre primitive malgré des conditions hostiles, les scientifiques ont développé plusieurs théories sur la façon dont elle est apparue pour la première fois. Une idée est l'hypothèse dite du monde ARN. Cela suggère que les molécules d'ARN auraient pu se former spontanément et catalyser leur propre réplication. 

Les modèles dits «métabolisme d'abord» viennent ensuite. Ces idées suggèrent qu'un métabolisme primitif est apparu et a conduit au développement de l'ARN. La théorie dite des bulles suggère des molécules organiques concentrées sur les rives de l'océan tout comme les bulles se concentrent dans les vagues déferlantes. Lorsque suffisamment de matériel prébiotique s'est réuni pour former les bonnes réactions chimiques, le développement des systèmes vivants a commencé.

GALLERIE PHOTO? En 1994, des fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 ont percuté Jupiter. Les impacts ont créé des nuages ​​de poussière brunâtres de la taille de la Terre dans l'atmosphère de la planète.

NASA / R. Evans, J. Trauger, H. Hammel et l'équipe HST Comet Science

D'autres modèles incluent la «biosphère très chaude» du physicien Thomas Gold, qui postule que les biomolécules se sont formées à plusieurs kilomètres sous la surface de la Terre.

Certains suggèrent que les comètes pourraient avoir livré des matières organiques sur Terre. Au début du système solaire, la Terre a subi une période de bombardements lourds. Des centaines de milliers de petits corps se sont écrasés sur les planètes et leurs lunes. Un grand nombre de comètes et d'astéroïdes ont frappé la Terre, et ils ont laissé des quantités incroyables d'eau. En fait, les impacts peuvent avoir fourni une grande partie de l'eau contenue dans les océans de la Terre. 

Mais les comètes ont probablement laissé derrière elles d'autres produits chimiques importants. Des molécules organiques complexes comme les acides aminés existent sur les astéroïdes, et probablement aussi sur les comètes. La météorite de Murchison, une chondrite carbonée tombée en Australie en 1969, contenait deux types d'acides aminés. Les comètes impactantes auraient pu déposer ces blocs de construction protéiques, cruciaux pour les organismes vivants, dans les océans de la Terre avant le développement de cellules complexes. 

Des expériences montrent que des molécules organiques complexes peuvent survivre à l'écrasement d'une comète ou d'un astéroïde. Quelle était l'importance des contributions cométaires dans l'ensemencement de la jeune Terre avec des produits chimiques organiques? Personne ne sait.

Source: http://www.astronomy.com
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