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le sol du satellite Europa
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Le sol de Europe ressemble à des morceaux de puzzle qui auraient glissé les uns par rapport aux autres. Une explication possible est que le sol de glace recouvre un océan d'eau liquide.
Crédit : NASA / GFSC
  • Le nombre d'étoiles dans la Galaxie se situe entre 100 et 200 milliards. L'âge de la Galaxie est de l'ordre de 10 milliards d'années. On estime donc le taux de formation des étoiles Fét à 10-20 par an (les estimations récentes donnent moins de 10). Il est quasi-constant depuis environ 5 milliards d'années. Ce taux de formation des étoiles était le seul terme de l'équation assez bien connu jusqu'en 1995.
  • La probabilité qu'une étoile possède des planètes, Ppla, commence à être bien estimé, avec les observations récentes de planètes extrasolaires. De plus, 15% seulement des étoiles sont isolées (c'est-à-dire n'appartiennent pas à un système multiple, défavorable à la stabilité d'orbites planétaires). On a observé que certaines étoiles isolées n'avaient pas de planète. On obtient finalement P_pla~=5*% pour des étoiles de la "séquence principale" (qui sont dans une phase stable de leur vie). Il s'agit là d'un résultat récent majeur de la découverte des exoplanètes. Malheureusement, Fét et Ppla sont les deux seuls termes de l'équation qui sont assez bien connus.
  • Les étoiles peuvent se répartir en fonction de leur masse. Les plus massives deviennent très brillantes mais ne vivent pas longtemps. Les moins massives ne sont pas très chaudes ni lumineuses, et peuvent en plus avoir une forte activité éruptive. Les étoiles de type solaire représentent environ 1% du total, mais on peut élargir la gamme d'étoiles acceptables (ni trop massives, ni trop peu) à environ 10%.
    Les contraintes sur les planètes (masse et distance à l'étoile) dépendent des conditions requises pour l'apparition de la vie, et donc de la définition du concept de "vie". On peut cependant limiter la masse ainsi : les planètes les plus massives sont des géantes gazeuses et n'ont pas de surface (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune), alors que Mercure et les planètes naines comme Pluton n'ont pas d'atmosphère (elles ne sont pas assez massives pour retenir une atmosphère). Dans notre système solaire, la probabilité que la masse de la planète soit correcte est donc de 1/3.
    La distance de la planète à l'étoile est contrainte par ce qu'on appelle la zone habitable, où la présence d'eau liquide est possible. Dans notre système solaire, la gamme de distances adéquates représente environ 2% de la gamme des distances des planètes au Soleil. On conçoit au maximum une distance de 0.5 - 2.5 UA soit 4%. Au niveau des observations, rares sont les planètes que l'on a découvertes dans la zone habitable de leur étoile, et la moitié d'entre elles ont des orbites très elliptiques, défavorables car causant de grandes variations annuelles de température.
    Globalement, on manque encore de données (en particulier sur les planètes peu massives) pour pouvoir donner une bonne estimation du nombre de planètes habitables par étoile. Mais il ne faut pas oublier que la vie pourrait aussi apparaître sur des satellites de planètes géantes : même s'il ne s'agit pas de "planètes", on devrait inclure ces possibilités dans le terme Npla (peut-être que Frank Drake n'avait pas pensé à cette possibilité en écrivant l'équation). Dans le système solaire, on pense notamment à Europe (satellite de Jupiter, qui pourrait avoir de l'eau liquide sous la glace).
  • Les probabilités que la vie et l'intelligence apparaissent sont beaucoup moins bien connues. Selon un point de vue optimiste, la vie et l'intelligence pourraient apparaître à coup sûr dès que les conditions physico-chimiques sont "bonnes" à la surface de la planète (P_vie~=P_int~=1).
    Plusieurs indices font penser aux astronomes que la vie peut se former facilement sur une planète :
    - La présence de molécules pré-biotiques est détectée dans les comètes et dans le milieu interstellaire. Ces molécules sont les éléments de base qui, sur Terre ont formé les premières cellules vivantes.
    - Les premiers temps de la planète Terre ont été très agités : la Terre, comme les autres planètes était bombardée en permanence par des planétésimaux, dont les descendants sont les comètes. Quand ce bombardement incessant a pris fin, il y a 3,6 milliards d'année, la température a baissé à la surface de la Terre et, presque immédiatement, les premières cellules vivantes sont apparues. Les planètes voisines de la Terre, Mars et Vénus, ont connu les mêmes conditions. Il est possible que ce processus se soit aussi produit sur ces planètes.
    Mais il peut aussi y avoir besoin de conditions exceptionnelles : par exemple, il semble que Jupiter ait joué le rôle de bouclier gravitationnel par rapport à la Terre, empêchant nombre de comètes de tomber sur Terre. Sans ce bouclier, la Terre aurait pu avoir une surface couverte d'eau, et aurait été moins favorable à la vie. D'autre part, la Lune (qui a la particularité d'être relativement massive par rapport à la Terre) stabilise l'axe de rotation terrestre, donc le climat à long terme. La Lune produit aussi des marées importantes, intensifiant les échanges liquide / solide.
    Pvie et Pint sont donc peut-être très petits, mais actuellement toutes les estimations sont possibles.
  • D'après l'histoire humaine, où environ un quart des populations a spontanément évolué vers la technologie, on peut estimer grossièrement Pcom à 1/4.
  • Pour finir, T est une totale inconnue !
    Notre civilisation technologique (capable de communiquer via les ondes radio) a environ 100 ans (bien que l'homo erectus soit apparu il y a un million d'années). Durerons nous encore des millions d'années, ou disparaîtrons nous dans quelques siècles suite à une catastrophe naturelle, la destruction de l'écosystème par la pollution, ou encore une guerre nucléaire ? Une civilisation évoluée pourrait aussi se replier sur elle-même et ne plus chercher à communiquer.

Résultat

Un calcul optimiste donne Nciv = 20 x 5% x 0.01 x 1 x 1 x 1/4 x 108 = 250 000. Un calcul pessimiste donne Nciv = 10 x 5% x 0.001 x 0.1% x 0.1% x 1/10 x 1000 = 5.10-8. En réalité Nciv vaudrait 1 puisque nous somme là, mais alors nous serions seuls dans la Galaxie. Il y a donc encore une grande marge de possibilités. Vous pouvez essayer diverses valeurs des paramètres avec l'applet ci-dessous.


applet

Cliquer sur l'icône ci-dessus pour lancer l'applet.