Voir la source de Zone habitable

{{Voir homonymes|CHZ}}
[[Fichier:Habitable zone - HZ.png|300px|vignette|Exemple d’étude basée sur la [[luminosité]] d’une [[étoile]] pour la prédiction de l'emplacement de la zone habitable autour de différents types d'étoiles (échelle non respectée)]]

Une '''zone habitable''' ou '''ZH''' est, en [[astronomie]] et en [[exobiologie]], une région de l'[[espace (cosmologie)|espace]] où les conditions sont favorables à l'[[Origine de la vie|apparition de la vie]] telle que nous la connaissons sur [[Terre]]. Il existe deux types de régions qui peuvent être conjointement favorables, l'une au niveau d'un [[système planétaire]], l'autre au niveau d'une [[galaxie]]. Les [[planète]]s et les [[Satellite naturel|lunes]] situées dans ces régions sont des candidates possibles à l'[[habitabilité d'une planète]] et donc potentiellement capables d'héberger une [[vie extraterrestre]].

Les [[limite (géographique)|limites]] des zones habitables sont calculées à partir des éléments connus de la [[biosphère]] de la Terre, comme sa position dans le [[Système solaire]] et la quantité d'[[énergie]] qu'elle reçoit du [[Soleil]]<ref>{{Lien web|langue = français|titre = C'est quoi une planète en zone habitable ?|url = https://www.sciencesetavenir.fr/espace/20140418.OBS4396/c-est-quoi-une-planete-en-zone-habitable.html|site = www.sciencesetavenir.fr|date = 18/04/2014|consulté le = 25/09/2014}}.</ref>.

== Histoire ==
Le concept de zone habitable est introduit en 1913 par [[Edward Maunder]] dans son livre ''Are The Planets Inhabited?'' (« ''Les [[Planète|planètes]] sont-elles habitées ?'' »)<ref>{{Ouvrage| langue=en| auteur1={{lien|Ralph Lorenz}}| titre=Exploring Planetary Climate : A History of Scientific Discovery on Earth, Mars, Venus and Titan| éditeur=[[Cambridge University Press]]| année=2019| pages totales=316| passage=53| isbn=978-1-108-47154-1| isbn2=1-108-47154-4| lire en ligne=https://books.google.com/books?id=aqh7DwAAQBAJ&printsec=frontcover}}.</ref>{{,}}<ref>{{article| langue=en| périodique=[[Union américaine d'astronomie|Research Notes of the American Astronomical Society]]| titre=Maunder's Work on Planetary Habitability in 1913: Early Use of the term "Habitable Zone" and a "Drake Equation" Calculation| année=2020| auteur={{lien|Ralph Lorenz}}| volume=4| numéro=6| doi=10.3847/2515-5172/ab9831}}.</ref>, puis discuté en 1953 par [[Hubertus Strughold]] dans son traité ''The Green and the Red Planet: A Physiological Study of the Possibility of Life on Mars'' (« ''[[Mars la rouge, Mars la verte, Mars la bleue|La planète verte et la planète rouge]] : étude physiologique de la possibilité d'une [[vie]] sur [[Mars (planète)|Mars]]'' »), où il emploie pour la première fois le terme « [[écosphère]] » et distingue différentes « zones » où la [[vie]] pourrait apparaître<ref>{{Ouvrage| langue=en| auteur1=Richard J. Huggett| titre=Geoecology| sous-titre=An Evolutionary Approach| éditeur=Routledge, Chapman & Hall| année=1995| pages totales=320| passage=10| isbn=978-0-415-08689-9| présentation en ligne=https://books.google.fr/books?id=IOEs_mdPz4MC| accès url=inscription}}.</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage| langue=en| auteur1=Hubertus Strughold| titre=The Green and Red Planet : A Physiological Study of the Possibility of Life on Mars| éditeur=University of New Mexico Press| année=1953| présentation en ligne=https://books.google.com/books?id=zNbPAAAAMAAJ}}.</ref>. La même année, [[Harlow Shapley]] écrit ''Liquid Water Belt'' (« La ceinture de l'[[eau]] [[liquide]] »), qui développe le même concept avec plus de détails scientifiques. Les deux auteurs attachent beaucoup d'importance à la présence d'eau liquide pour permettre l'apparition de la vie. Le terme ''habitable zone'' (« zone habitable ») est forgé en 1959 par l'[[astrophysique|astrophysicien]] américain [[Su-Shu Huang]], pour désigner la zone autour d'une [[étoile]] où l'eau pourrait se maintenir sous forme liquide<ref>{{article| langue=en| titre=Habitable Zones around Main Sequence Stars| auteur1=James F. Kasting| auteur2=Daniel P. Whitmire| auteur3=Ray T. Reynolds| périodique=[[Icarus (journal)|Icarus]]| date=janvier 1993| volume=101| numéro=1| pages=108-118| doi=10.1006/icar.1993.1010}}.</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage| langue=en| auteur1=Su-Shu Huang| auteur institutionnel=National Research Council (U.S.). Study Group on Biology and the Exploration of Mars| titre=Extraterrestrial life| sous-titre=An Anthology and Bibliography| lieu=Washington, D. C.| éditeur=[[Académie nationale des sciences|National Academy of Sciences]]| année=1966| passage=87-93| bibcode=1966elab.book.....S| présentation en ligne=https://books.google.com/books?id=D0UrAAAAYAAJ}}.</ref>.

== Zone habitable circumstellaire (ZHC) ==
[[Fichier:Gliese 581 - 2010.jpg|vignette|Zone habitable autour du Soleil (en haut) et de [[Gliese 581]] (au milieu).]]

La zone habitable circumstellaire (ou '''écosphère''', abrégée en ZH) est une sphère théorique entourant une étoile et où la [[Température d'équilibre à la surface d'une planète|température à la surface des planètes]] y orbitant permettrait l'apparition d'[[eau]] liquide. {{qui|Beaucoup}} pensent que l'eau liquide est vitale à cause de son rôle dans les réactions [[biochimie|biochimiques]]. En 1959, les physiciens [[Philip Morrison]] et [[Giuseppe Cocconi]] ont décrit la zone dans une recherche du [[SETI]]. En 1961, [[Frank Drake]] a popularisé cette idée dans son [[équation de Drake|équation]].

En pratique, cette zone correspond à celle où l'on s'attend à pouvoir détecter une vie organique de surface par son interaction avec l'[[Atmosphère planétaire|atmosphère]] ([[biomarqueur]]s). En d'autres termes, il peut exister des objets habitables hors de la zone habitable, mais ceux-ci étant dès lors a priori habitables éventuellement en sous-sol et non en surface, l'absence d'interaction avec l'atmosphère rendra extrêmement difficile si ce n'est impossible leur détection.

[[Fichier:Estimated extent of the Solar Systems habitable zone.png|vignette|La fourchette des estimations publiées pour l'étendue de la ZHC du Soleil. La ZHC conservatrice est indiquée par une bande vert foncé traversant le bord intérieur de l'aphélie de Vénus, tandis qu'une ZHC étendue, s'étendant jusqu'à l'orbite de la planète naine Cérès, est indiquée par une bande vert clair.]]
Le fait qu'un corps se trouve dans la zone habitable circumstellaire de son étoile hôte dépend du rayon de l'[[orbite]] de la planète (pour les [[satellites naturels]], l'orbite de la planète hôte), de la masse du corps lui-même et du flux radiatif de l'étoile hôte. Compte tenu de la grande variété de masses de planètes dans une zone habitable circumstellaire, couplée à la découverte de planètes [[super-terre]]stres qui peuvent supporter des atmosphères plus épaisses et des [[Champ magnétique planétaire|champs magnétiques]] plus puissants que la Terre, les zones habitables circumstellaires sont maintenant divisées en deux régions distinctes : la '''zone habitable conservatrice''', définie par l'emballement de l'[[effet de serre]] à la limite intérieure et l'effet de serre maximal du [[dioxyde de carbone]] à la limite extérieure, dans laquelle des planètes de masse inférieure comme la Terre peuvent rester habitables, et la '''zone habitable étendue''' ou '''optimiste''', plus grande, basée sur des preuves empiriques concernant la rétention d'eau liquide de surface sur [[Vénus (planète)|Vénus]] (limite intérieure) et [[Mars (planète)|Mars]] (limite extérieure) au cours de leurs histoires évolutives<ref>{{Article |langue=en |auteur1= |prénom1=James F. |nom1=Kasting |titre=''Runaway and Moist Greenhouse Atmospheres and the Evolution of Earth and Venus'' |périodique=Icarus 74 |date=1988-02-01 |doi=10.1016/0019-1035(88)90116-9 |lire en ligne=https://zenodo.org/record/1253896 |consulté le=2020-10-29 |pages= }}.</ref>{{,}}<ref name=Vach2021>https://arxiv.org/pdf/2111.02416.pdf</ref>{{refnc|date=novembre 2024}}.

=== Étoiles de type solaire ===
Autour du [[Soleil]], la plupart des auteurs situent la zone habitable entre {{nombre|142 et 235 millions}} de kilomètres{{refsou}}. La Terre, située à {{unité|149,6 e6 km}} du Soleil, est donc proche de sa limite interne. Comme le Soleil devient progressivement de plus en plus lumineux (sa [[luminosité]] augmente de 7 % par milliard d'années), la Terre ne sera plus dans la zone habitable dans {{nobr|1,7 milliard}} d'années{{refnec}}.

Si l'on admet au contraire que la Terre est à peu près au centre de la zone habitable autour du Soleil, on peut calculer pour une étoile quelconque la distance <math>d_\mathrm{UA}</math> du centre de cette zone à l'étoile selon la taille et la luminosité <math>L_\text{étoile}</math>de l'étoile : l'énergie reçue par une planète étant inversement proportionnelle au carré de la distance à l'étoile ([[loi en carré inverse]]), on prend comme référence la distance de la Terre au Soleil (1 AU) et la luminosité de celui-ci <math>L_\text{Soleil}</math> pour obtenir l'équation relative suivante :
:<math>d_\mathrm{UA} = \sqrt { \frac{ L_\text{étoile}}{L_\text{Soleil}} }</math>
où :
:<math>d_\mathrm{UA} \,</math> est le rayon de la ZH en [[unité astronomique|unités astronomiques]] ;
:<math>L_\text{étoile} \,</math> la [[luminosité]] de l'étoile ;
:<math>L_\text{Soleil} \,</math> la luminosité du [[Soleil]].

Par exemple une étoile avec 25 % de la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à environ 0,50 [[unité astronomique|UA]], et une étoile avec deux fois la luminosité du Soleil aura une ZH centrée à 1,41 UA. Le « centre » de la ZH est donc défini comme la distance à laquelle l'exoplanète devrait se situer par rapport à son étoile pour avoir une température moyenne comparable à celle de la Terre en supposant (parmi beaucoup d'autres conditions) qu'elle ait une atmosphère similaire en composition et en densité.

Comme au cours de leur évolution sur la [[séquence principale]] les étoiles deviennent plus brillantes et plus chaudes, logiquement la ZH s'éloigne progressivement de l'étoile. Pour optimiser le potentiel de développement de la vie, une planète devrait se situer sur une orbite qui reste le plus longtemps possible dans la ZH.

=== Étoiles naines M ===
La plupart des [[naine M|naines M]] sont entourées d'un [[système planétaire]] resserré, caractérisé par une faible abondance de planètes de masse de l'ordre de celle de [[Jupiter (planète)|Jupiter]] et la présence de plusieurs [[planète tellurique|planètes rocheuses]]. Environ un tiers de ces planètes rocheuses ont leur orbite dans la zone habitable et pourraient donc abriter de l'eau liquide en surface<ref>{{article |langue=en |titre=''The habitability of planets orbiting M-dwarf stars'' |auteur1=Aomawa L. Shields |auteur2=Sarah Ballard |auteur3=John Asher Johnson |périodique=[[Physics Reports]] |volume=663 |date=5 décembre 2016 |pages=1-38 |doi=10.1016/j.physrep.2016.10.003}}.</ref>.

== Zone habitable galactique (ZHG) ==
{{article détaillé|zone habitable galactique}}

Pour que la vie puisse apparaître sur une planète, il ne suffit pas qu'elle soit dans l'écosphère de son étoile ; son [[système planétaire]] doit se situer assez près du centre de la galaxie pour avoir suffisamment d'éléments lourds qui favorisent la formation de [[planète tellurique|planètes telluriques]] et des atomes nécessaires à la vie, tels que le [[fer]] dans l'[[hémoglobine]] ou le [[cuivre]] dans l'[[hémocyanine]] et l'[[iode]] dans la [[glande thyroïde]].

Mais ce système devra également se situer assez loin du [[centre galactique]] pour éviter des dangers tels que :
* des frôlements d'étoiles provoquant des instabilités orbitales ou des pluies de [[comète]]s et [[astéroïde]]s ;
* les radiations de [[supernova]]s ;
* le ou les grands [[trou noir|trous noirs]] du centre galactique.

{{lesquelles|Des études}} ont montré également que des régions où les éléments lourds abondent semblent avoir plus de chances de posséder des planètes géantes orbitant très près de leur étoile, ce qui détruirait ou éjecterait hors du système des planètes de type terrestre. Pour toutes ces raisons, il est très difficile de déterminer la ZH d'une galaxie.

Dans notre galaxie, la [[Voie lactée]], la ZHG serait située à 25 000 [[année-lumière|années-lumière]] (8 kilo[[parsec]]s) du centre galactique, s'étendant sur 6000 années-lumière et contenant des étoiles vieilles de 4 à 8 milliards d'années. Comme les galaxies ont des compositions différentes, la ZHG pourrait être plus ou moins grande, voire ne pas exister du tout dans certaines galaxies.

== Zone habitable atmosphérique (ZHA) ==
{{...}}

== Les candidates ==
{{loupe|Liste d'exoplanètes potentiellement habitables}}
* Trois planètes telluriques autour de [[Gliese 581]], une [[naine rouge]] à 20,5 années-lumière de la Terre, sont situées dans cette zone habitable<ref>{{fr}} {{lien web|url=http://www.futura-sciences.com/fr/sinformer/actualites/news/t/astronomie/d/exoplanete-gliese-581-serait-favorable-au-developpement-de-la-vie_12062/|titre=Exoplanète : Gliese 581 c serait favorable au développement de la Vie !|auteur=Laurent Sacco|site=Futura-Sciences}}.</ref>. Au sein de ce système [[Gliese 581 g]] est, au moment de sa découverte le {{date|29|septembre|2010|en science}}, la plus adaptée à la présence de la vie<ref>{{en}} [https://www.nytimes.com/2010/09/30/science/space/30planet.html?_r=1&hp ''New Planet May Be Able to Nurture Organisms''] dans ''[[The New York Times]]'' du 29 septembre 2010.</ref>{{,}}<ref>[https://www.lemonde.fr/planete/article/2010/09/30/des-astronomes-decouvrent-une-exoplanete-potentiellement-habitable_1417980_3244.html ''Des astronomes découvrent une exoplanète potentiellement habitable''] dans ''[[Le Monde]]'' du 30 septembre 2010.</ref>. Néanmoins des doutes subsistent quant à l'existence de cette exoplanète<ref>{{lien web|url=http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=8334|titre=Gliese 581g: la première planète extrasolaire habitable ? Pas si sûr...|site=www.techno-science.net}}.</ref>.
* Le système stellaire constitué autour de [[HD 10180]], une étoile de [[Naine jaune|classe G]] distante de 127 années-lumière, comporterait lui aussi une planète orbitant dans la zone habitable. Cette planète, HD 10180 g, se situerait à 1,422 UA de son étoile, sa masse pourrait être d'environ 20 fois celle de la Terre et sa [[Période de révolution|période orbitale]] durerait l'équivalent de 601,2 jours terrestres<ref name="encyc">{{lien web|url=http://exoplanet.eu/planet.php?p1=HD+10180&p2=g|titre=Planet: HD10180g|éditeur=Extrasolar Planets Encyclopaedia|consulté le=27 septembre 2010.}}.</ref>.
* Le {{date-|5 décembre 2011}}, la NASA révélait l’existence d’une autre planète positionnée dans la zone habitable d’une étoile semblable au Soleil. Cette planète baptisée [[Kepler-22 b]] est située à environ 600 années-lumière de la Terre. Selon la NASA, elle serait 2,4 fois plus grande que la Terre, et elle ferait le tour de son étoile en 290 jours<ref>{{lien web|url=http://www.radio-canada.ca/nouvelles/science/2011/12/05/003-kepler-planete-habitable.shtml|titre=Habitable comme la Terre?|auteur institutionnel=Zone Science - ICI.Radio-Canada.ca|site=Radio-Canada.ca}}.</ref>. [[Kepler-22 b]] représente un grand potentiel pour la recherche de vie extraterrestre.
* Le {{date-|17 avril 2014}}, la NASA annonce que la planète [[Kepler-186 f]] se situe dans la zone habitable de l'étoile [[Kepler-186]] (une naine rouge distante de 582 années lumières). Elle serait de taille équivalente à la Terre. Il s'agit en 2014 de la planète la plus semblable à la Terre<ref>{{lien web|url=http://ici.radio-canada.ca/nouvelles/science/2014/04/17/002-decouverte-planete-exoplanete-eau-etat-liquide.shtml|titre=Une planète comparable à la Terre hors du système solaire|auteur institutionnel=Zone Science - ICI.Radio-Canada.ca|site=Radio-Canada.ca}}.</ref>.
* Le {{date-|29 juin 2014}} , [[Gliese 832 c]] a été découverte par une équipe internationale d'astronomes, dirigée par Robert A. Wittenmyer, elle est alors {{pas clair|le membre le plus proche}} de la Terre dans le Catalogue des exoplanètes habitables puisqu'elle possède un [[indice de similarité avec la Terre]] de 0,81, soit l'un des plus élevés de toutes les exoplanètes connues.
* Le jeudi {{date-|23 juillet 2015}}, la NASA annonce la découverte de la planète baptisée [[Kepler-452 b|Kepler-452b]]. Située à environ 1 400 [[années-lumière]] de nous dans la [[Cygne (constellation)|constellation du Cygne]], elle est la première [[planète tellurique]] détectée dans la zone habitable d'une [[étoile]] de type solaire autre que le Soleil lui-même. Avec un rayon 60 % plus grand que celui de la [[Terre]], [[Kepler-452 b|Kepler-452b]] aurait donc un volume environ 4 fois supérieur et une masse environ 5 fois supérieure. Située dans un système âgé de 6 milliards d'années (1,5 milliard d'années de plus que le [[système solaire]]), cette [[exoplanète]] subirait (selon les modèles) ce que la Terre subira dans un peu plus d'un milliard d'années<ref>{{Lien web|titre = La Nasa présente Kepler 452b, une planète cousine de la Terre|url = http://www.lexpress.fr/actualite/sciences/la-nasa-presente-kepler-452b-une-planete-cousine-de-la-terre_1701538.html|consulté le = 2015-07-24}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|titre = La Nasa nous présente la planète la plus similaire à la Terre : Kepler 452-b - SciencePost|url = http://sciencepost.fr/2015/07/nasa-presente-planete-plus-similaire-a-terre-kepler-452-b/|consulté le = 2015-07-24}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web|titre = Kepler-452 b|url = http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/DisplayOverview/nph-DisplayOverview?objname=Kepler-452+b|site = exoplanetarchive.ipac.caltech.edu|consulté le = 2015-07-24}}.</ref>.

== Critiques ==
Le concept est critiqué par [[Ian Stewart (mathématicien)|Ian Stewart]] et [[Jack Cohen (scientifique)|Jack Cohen]] dans leur livre ''[[Evolving the Alien]]'' (''L'Évolution des extraterrestres''), en deux points : 
* cette hypothèse suppose que la vie extraterrestre a les mêmes besoins de développement que la vie terrestre, ce qu'ils considèrent comme réducteur ;
* même en acceptant ce premier point, certaines circonstances rendraient habitables des planètes situées hors de la ZH. On suspecte par exemple l'un des satellites de [[Jupiter (planète)|Jupiter]], [[Europe (lune)|Europe]], d'abriter un océan sous une banquise de plusieurs kilomètres, qui pourrait héberger des formes de vie.

Notons aussi que la zone peut être plus large que prévu, en fonction de la quantité d'eau sur la planète<ref>[http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/astronomie/d/les-exoterres-sont-probablement-des-arakis-comme-dans-la-saga-dune_33262/ Les exoterres sont probablement des arakis comme dans la saga Dune] sur ''www.futura-sciences.com''.</ref>.

== Zone vénusienne ==

La '''zone vénusienne''' est définie comme la région située à l'intérieur de la limite de l'emballement de l'effet de serre et à l'extérieur de la limite de perte de masse atmosphérique<ref name=Vach2021/>.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
{{autres projets|commons=Category:Habitable zone}}

=== Bibliographie ===
* Charles H. Lineweaver, Yeshe Finner and Brad K. Gibson, « The Galactic Habitable Zone and the Age Distribution of Complex Life in the Milky Way », ''[[Science (revue)|Science]]'', {{date-|2 janvier 2004}}, volume 303, {{numéro|5654}}, {{pp.|59-62}}.

* {{article|libellé=Lorenz 2020|langue=en|auteur=[[Ralph D. Lorenz]]|titre=Maunder's Work on Planetary Habitability in 1913: Early Use of the term "Habitable Zone" and a "Drake Equation" Calculation|périodique={{RNAAS}}|volume=4|numéro=6|date=2 juin 2020|url=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/ab9831}}

=== Articles connexes ===
* [[Habitabilité d'une planète]]
* [[Habitabilité des systèmes stellaires à naines jaunes]]
* [[Hypothèse de la Terre rare]]
* [[Indice de similarité avec la Terre]]
* [[Indice d'habitabilité planétaire]]
* [[Planète Boucles d'or]]
* [[Planète super-habitable]]

=== Liens externes ===
* {{lien web|langue=en|url=http://www.daviddarling.info/encyclopedia/H/habzone.html|titre=Habitable zone (HZ)|site=The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight|consulté le=23 octobre 2014}}
* {{lien web|langue=en|url=http://www.solstation.com/habitable.htm|titre=Stars and Habitable Planets|site=SolStation|consulté le=23 octobre 2014}}
* {{lien web|langue=en|url=http://www.hzgallery.org/|titre=The Habitable Zone Gallery|consulté le=23 octobre 2014}}

{{Palette|Classes de planètes|Colonisation de l'espace}}

{{Portail|astronomie|physique|biologie|exoplanètes}}

[[Catégorie:Exobiologie]]
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[[Catégorie:Colonisation de l'espace]]
[[Catégorie:Eau liquide dans l'Univers]]