Les naines rouges et la vie

Déterminer l’habitabilité des naines rouges pourrait aider à déterminer si la vie est courante dans l’univers, ces étoiles représentant la majorité des étoiles de l’univers.
Vues leurs faibles températures (pas plus de 4000K en surface), pour avoir une température de surface comparable à celle de la Terre, toute planète en orbite autour d’une naine rouge doit être située très près de son étoile-hôte : entre 0,03 et 0,3 fois la distance entre la terre et le soleil. L’année de telles planètes ne dure que quelques jours au plus.

À ces distances, la gravité de l’étoile engendre une rotation synchrone c’est-à-dire que nous avons la même face éclairée et la même face plongée dans le sombre. Notre flore avec un cycle des nuits et des jours infini, serait complètement perturbée et ne pourrait s’épanouir, mais pourquoi pas d’autres formes de vie, si les températures le permettent.
Pour éviter que les deux hémisphères, éclairé et nocturne, possèdent des températures extrêmes, la planète doit être dotée d’une atmosphère suffisamment épaisse pour transférer la chaleur de l’hémisphère éclairé vers l’hémisphère nocturne.
Pendant longtemps, on a supposé qu’une atmosphère aussi épaisse empêcherait la lumière de l’étoile d’atteindre la surface, rendant la photosynthèse impossible. Cependant des études menées par la NASA ont montré que l’atmosphère d’une planète autour d’une naine rouge aurait seulement besoin d’être 15 % plus épaisse que celle de la Terre pour permettre à la chaleur de l’étoile de se diffuser sur la face jamais éclairée.
A l’inverse, si l’atmosphère est plus mince, il faudrait que la planète soit plus éloignée. A ce moment-là on aurait la moitié éclairée avec des températures agréables et l’autre moitié avec des températures extrêmement froides.

L’eau de mer pourrait également circuler sans geler entièrement du côté non éclairé si les océans sont suffisamment profonds sur cette face pour permettre un libre mouvement de l’eau sous la couche de glace située à la surface. Ainsi, une planète avec des océans et une atmosphère appropriée,s en orbite autour d’une naine rouge, pourrait, au moins en théorie, accueillir la vie.

Cependant la planéte ne serait éclairée que d’un seul côté et donc la photosynthèse serait impossible sur plus de la moitié de sa face. De plus, les radiations d’une naine rouge sont principalement dans l’infrarouge alors que sur Terre, la photosynthèse utilise la lumière visible. Pourtant une partie de son spectre est bien dans le visible (principalement dans le rouge) et la photosynthèse (terrestre) se fait une bonne part avec cette fenêtre spectrale. De plus, on peut imaginer un système utilisant le proche infrarouge.

Mais l’inconvénient de ces étoiles est qu’elles sont beaucoup moins stables que les étoiles plus grandes comme notre soleil; en effet, la lumière émise peut diminuer jusqu’à 40 % quelques mois tandis que lors de gigantesques éruptions solaires elle peut doubler.
De telles brusques variations endommageraient fortement la vie, bien qu’il soit possible qu’elles stimuleraient l’évolution des espèces en augmentant le taux de mutation et en modifiant rapidement le climat. Mais si les variations se répètent constamment, premièrement la vie présente du côté sombre seraient moins affectée, deuxièmement la vie pourrait très bien finir par s’y adapter en évoluant.

Mais le plus grand avantage des naines rouges par rapport aux autres réside dans leur durée de vie. Elles disposent de beaucoup plus de temps pour créer la vie sur leurs planètes (ou lunes) habitables et la faire évoluer. De plus si on veut coloniser un système planétaire de naine rouge, on pourra y rester des centaines de milliards d’années, contrairement à notre système solaire voué à disparaitre d’ici à peine quelque milliards d’années.

Cependant la probabilité de trouver une planète dans la zone habitable autour d’une de ces étoiles est faible, étant donné que la largeur de la zone d’habitabilité grandit avec la taille de l’étoile.