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• Vérifiez vos connaissances
• Exercice : L'habitabilité autour d'étoiles doubles

Vérifiez vos connaissances

Auteur: Martin Turbet

Quizz - Testez vos connaissances !

Voici quelques questions pour tester vos connaissances. À chaque question, il n'y a qu'une seule réponse possible.

Difficulté : ☆   Temps : 10 minutes

1)  Les planètes situées dans la Zone Habitable de leur étoile sont habitables.
Vrai
Faux

2)  Précisez laquelle de ces affirmations est fausse.
Soit une planète qui orbite dans la Zone Habitable d'une étoile. Plus la masse de cette étoile est faible, plus la planète se retrouvera rapidement en rotation synchrone.
Plus l'atmosphère d'une planète est épaisse, moins elle se synchronisera rapidement autour de son étoile.
Lorsqu'une planète en rotation synchrone est fortement irradiée, il n'existe que deux états d'équilibre possibles : 1. Toute l'eau à la surface de la planète se retrouve piégée sous forme de glace du côté froid. 2. La planète entre en Runaway Greenhouse.
Les planètes en rotation synchrone reçoivent la totalité du flux stellaire sur une seule de leur face.

3)  On place subitement la Terre à 0.9 Unités Astronomiques. Que lui arrive-t-il ?
La Terre perd toute son eau par le mécanisme de Moist Greenhouse. Elle devient alors inhabitable.
La Terre stabilise son climat grâce au cycle des Carbonates-Silicates.
La Terre entre en Runaway Greenhouse. Son état ne se stabilisera pas tant que sa température n'aura pas atteint 1800°C.

4)  Pour cette question, on a représenté la Zone Habitable en fonction de la masse de l'étoile et de la distance orbitale. Pourquoi la Zone Habitable est-elle légèrement décalée vers l'extérieur pour des étoiles de faible masse ? (et accessoirement vers l'intérieur pour des étoiles massives ?)
C'est à cause de la diffusion Rayleigh et de l'absorption accrue de la vapeur d'eau dans l'infrarouge.
C'est à cause du flux Ultraviolet.
C'est parce que les planètes qui orbitent les étoiles M sont en rotation synchrone.

5)  Dans les années à venir, de nombreuses missions d'observation seront dédiées à la recherche d'exoplanètes autour d'étoiles M. Pourquoi les étoiles M sont-elles de bonnes cibles pour rechercher des planètes habitées ? Cochez la mauvaise réponse !
Les étoiles M sont très nombreuses (75% de la population stellaire dans notre galaxie).
Les étoiles M ont une Zone Habitable qui varie très peu dans le temps.
Les étoiles M ont une activité stellaire très réduite.

Exercice : L'habitabilité autour d'étoiles doubles

Carte postale de Kepler 16-b

Kepler 16-b est une planète qui a été détectée dans un système d'étoiles doubles/binaires.

Crédit : NASA

Lorsque deux étoiles sont suffisamment proches qu'elles orbitent autour d'un barycentre commun, on dit qu'elles forment un système d'"étoiles doubles" ou d'"étoiles binaires". Les systèmes d'étoiles doubles sont communs dans notre galaxie, puisqu'environ 1 planète sur 2 se trouve dans un système d'étoiles binaires.

De nombreuses planètes ont déjà été détectées autour d'étoiles doubles. On propose dans cet exercice d'explorer l'habitabilité des planètes orbitant de tels systèmes.

Auteur: M. Turbet

L'habitabilité des étoiles doubles - Cas Circumbinaire

La première catégorie de planètes présentes dans les systèmes binaires représente les planètes ayant une orbite circumbinaire. Ces planètes orbitent autour des deux étoiles à la fois.

Configuration Circumbinaire

Question 1)

Soit un système binaire composé de deux étoiles rigoureusement identiques. À quel système plus simple ce système est-il équivalent ? Estimez la position de la Zone Habitable associée, par rapport à un système composé d'une étoile seule. Estimez de même le changement pour le temps de synchronisation.

Question 2)

Soit maintenant un système binaire composé d'une étoile solaire et d'une étoile M de 0,3 masse solaire. Comparez la luminosité des deux étoiles. A quel système plus simple ce système binaire s'apparente-t-il ?

On rappelle que la luminosité L d'une étoile de la Séquence Principale est proportionnelle à sa masse au cube.

Auteur: M. Turbet

L'habitabilité des étoiles doubles - Cas Non-Circumbinaire

La deuxième catégorie de planètes présentes dans les systèmes binaires comporte les planètes ayant une orbite non-circumbinaire : ces planètes orbitent autour d'une seule des deux étoiles.

Configuration Non-Circumbinaire

Question 1)

Donnez une condition pour que la stabilité orbitale d'un tel système soit assuré. À quel système plus simple ressemble alors le système ?

Question 2)

Quel est le risque - du point de vue de l'habitabilité de la planète - si l'étoile hôte est moins massive que l'étoile environnante.

Réponses aux QCM

pages_habit-setester/qcm.html

QCM 'Quizz - Testez vos connaissances !'

• Question 1
  Solution : réponse 2) ( Une planète habitable est forcément dans la Zone Habitable. Le contraire n'est pas vrai. )
  
• Question 2
  Solution : réponse 3) ( Il existe un troisième état d'équilibre dans lequel une couche de nuages se forme au point substellaire. L'albédo élevé de ces nuages permet de garder des températures tempérées sur la planète ... )
  
• Question 3
  Solution : réponse 3)
  
• Question 4
  Solution : réponse 1)
  
• Question 5
  Solution : réponse 3)
  

Réponses aux exercices

pages_planetologie-habitabilite/exofinal.html

Exercice 'L'habitabilité des étoiles doubles - Cas Circumbinaire'

• Question 1
  
• Question 2
  Aide :

  On rappelle que la luminosité L d'une étoile de la Séquence Principale est proportionnelle à sa masse au cube.