Une équipe d’astrophysiciens a renouvelé les théories suggérant que certaines extinctions ayant marqué l’histoire de la biosphère sur Terre seraient le produit d’explosion de supernovæ dans la banlieue du Soleil. Cela a des implications aussi pour des exoterres dans la Voie lactée et la notion à leur sujet de zone d’habitabilité galactique.
Lorsque l’on décompte les supernovæ dans les autres galaxies sur une année, tous types confondus (SN II et SN Ia notamment), on est conduit à estimer qu’en moyenne trois à quatre supernovæ par siècle devraient se produire dans notre Voie lactée. Notre Galaxie faisant environ 100 000 années-lumière de diamètre, on pourrait penser que cela n’a pas d’impact particulier sur la Terre mais, à l’échelle des dizaines de millions d’années, on peut envisager que certaines étoiles ont explosé dangereusement près de notre Système solaire. De fait, avant la découverte de la fameuse couche noire d’argile séparant la fin du Crétacé de l’ère tertiaire et aussi du fameux astroblème de Chicxulub au Yucatán, certains avaient avancé que c’était les radiations et les rayons cosmiques d’une supernova ayant explosé proche du Soleil il y a environ 66 millions d’années qui avaient tué les dinosaures.
La question du danger des supernovæ pour des biosphères dans la Voie lactée revient aujourd’hui sur le devant de la scène avec un article publié dans Le Journal Astrophysique par un groupe d’astrophysiciens états-uniens qui se sont penchés sur les données collectées dans le domaine des rayons X concernant des supernovæ, dans notre Voie lactée et au-delà (31 au total), avec une batterie de télescopes dans l’espace, Chandra bien sûr mais Swift et NuSTAR de la Nasa et du XMM-Newton de l’ESA (Agence spatiale européenne). Les calculs suggèrent aujourd’hui que l’interaction des supernovae avec leur environnement peut avoir des conséquences mortelles pour des planètes situées jusqu’à environ 160 années-lumière. Voilà de quoi repenser en exobiologie l’habitabilité des exoplanètes dans la Voie lactée dans le cadre notamment de ce que l’on a appelé la zone habitable galactique.
C’est une notion dont on peut faire remonter la naissance au début des années 1980, mais qui a surtout été développée en 2001 par Donald Brownlee et Peter Ward dans le cadre de leur fameuse hypothèse de la Terre rare. En gros, pour eux, certaines régions du système galactique n’auraient pas les éléments lourds requis pour produire des planètes terrestres habitables, et une planète située trop proche du centre galactique serait exposée à de nombreuses supernovæ dont les rayonnements sont délétères pour la vie. Bien des biosphères auraient ainsi été stérilisées dans l’histoire galactique.
Des supernovæ proches du Soleil il y a moins de 10 millions d’années
L’article aujourd’hui publié précise ce dernier point. Mais rassurons-nous déjà, il n’y a pas d’étoiles pouvant se transformer en supernovæ dans un avenir proche dans la banlieue du Système solaire. Cela ne veut pas dire toutefois que la Terre n’a pas été affectée dans un passé récent, peut-être avec quelques extinctions, par des explosions de supernovæ.
De fait, depuis environ 20 ans, on trouve des anomalies isotopiques avec le fer dans certaines couches sédimentaires datées d’il y a deux à trois millions d’années, précisément pendant la période où environ un tiers des grandes espèces d’animaux marins disparaissaient. Les radio-isotopes de 60Fe s’expliquent bien en relation avec des supernovæ qui ont explosé à quelques centaines d’années-lumière du Soleil en relation avec ce que l’on appelle la « Bulle locale », une sorte d’enveloppe de quelque 1 000 années-lumière qui entoure notre Système solaire. Elle semble avoir été créée précisément là aussi par plusieurs explosions d’étoiles massives en supernovae il y a quelques millions d’années.
Comme on l’a dit, l’idée que des supernovæ soient dangereuses pour la vie n’est pas nouvelle. Mais, auparavant, on pensait que le danger provenait de seulement deux sources. La première est le rayonnement X et gamma produit par une supernova en cours pendant quelques mois tout au plus, ce rayonnement voyageant à la vitesse de la lumière. La seconde source de rayonnement potentiellement mortel arriverait des centaines voire des milliers d’années plus tard, avec des rayons cosmiques sous forme de particules matérielles associées à l’explosion initiale et voyageant nettement moins vite que la lumière, bien qu’à des vitesses considérables.
Des couches d’ozones protectrices des ultraviolets détruites par les rayons X
Mais, selon les nouveaux calculs, on n’avait pas pris en compte l’effet des ondes de choc des explosions dans le milieu interstellaire. Les collisions chauffant la matière doivent en effet la conduire à rayonner aussi puissamment en rayons X et ce pendant des dizaines d’années. Des doses létales de ce rayonnement pour des organismes vivants seraient ainsi produites jusqu’à 160 années-lumière de l’explosion.
Dans le cas d’une exoplanète comme la Terre, ces flux de rayons X pourraient anéantir une partie importante de l’ozone qui protège finalement la vie du rayonnement ultraviolet de son étoile hôte. Cela pourrait ainsi entraîner la disparition d’un large éventail d’organismes, en particulier des organismes marins à la base de la chaîne alimentaire, conduisant à une extinction.
En outre, comme l’illustre les images d’artistes ci-dessous, après des années d’exposition mortelle aux rayons X, une grande quantité de dioxyde d’azote peut être produite, provoquant une brume brune dans l’atmosphère et un « déverdissement » des masses terrestres en raison des dommages causés aux plantes.
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