Indice de similarité avec la Terre
L'indice de similarité avec la Terre, parfois noté IST (en anglais : Earth Similarity Index, noté ESI), mesure la ressemblance d'un objet céleste (planète, satellite, etc.) à la Terre sur une échelle de 0 à 1, la valeur 1 correspondant à une planète identique à la Terre.
Cet indice est fonction de quatre paramètres : le rayon moyen et la masse volumique apparente de l'objet, la vitesse de libération et la température à la surface de l'objet.
Une valeur comprise entre 0,6 et 0,8 correspondrait à des objets habitables par des extrêmophiles.
Une valeur comprise entre 0,8 et 1 est attribuée à des planètes ou exoplanètes rocheuses semblables à la Terre et capables de retenir une atmosphère apportant un climat relativement tempéré[2].
Historique
[modifier | modifier le code]L'ESI a été proposé, en 2011, par des collaborateurs du Planetary Habitability Laboratory (PHL) de l'université de Porto Rico à Arecibo[3].
La planète Mars est le premier objet céleste dont l'ESI a été calculé[1].
Fin 2013, l'exoplanète Gliese 581 g était l'objet céleste ayant obtenu l'ESI le plus élevé[4].
Au , trois exoplanètes confirmées ont un ESI supérieur à 0,80 : Gliese 667 Cc (0,84), Kepler-62 e (0,83) et Gliese 832 c (0,81). Dix-sept KOI (Kepler Object of Interest) ont un ESI supérieur à 0,80 et trois d'entre eux un ESI supérieur à 0,90 : KOI-5123.01 (es). (0,93), KOI-3456.02 (0,91) et KOI-5927.01 (es). (0,91).
En , Gliese 832 c devient la quatrième exoplanète confirmée dont l'ESI est supérieur à 0,80 (0,81).
Découverte le , Kepler-438 b a un ESI de 0,88. Elle était, à ce moment, l’exoplanète avec l’ESI le plus haut.
Le , ce record est battu par TRAPPIST-1 d avec un ESI de 0,90[5].
Calcul
[modifier | modifier le code]Formule
[modifier | modifier le code]La valeur de l'indice est obtenue par :
- ,
![{\displaystyle \mathrm {ESI} ={\sqrt[{n}]{\prod _{i=1}^{n}\left(F_{x_{i}}\right)^{w_{i}}}}=\prod _{i=1}^{n}\left(1-\left|{\frac {x_{i}-x_{i_{0}}}{x_{i}+x_{i_{0}}}}\right|\right)^{\frac {w_{i}}{n}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6cf63b0381725c4b5a38ca5b6c9a7b7c3610f6f2)
où :
- est la valeur d'un paramètre (le rayon moyen, par exemple) pour l'objet céleste ;
- est la valeur de ce paramètre pour la Terre ;
- est la pondération de ce paramètre ;
- est le nombre de paramètres pris en considération.
Paramètres
[modifier | modifier le code]Les paramètres et leur pondération () sont les suivants :
| Paramètre | ||
|---|---|---|
| Rayon moyen | 1 | 0,57 |
| Masse volumique apparente | 1 | 1,07 |
| Vitesse de libération | 1 | 0,70 |
| Température de surface | 288 K | 5,58 |
Exemple
[modifier | modifier le code]À titre d'exemple, l'ESI de la planète Vénus a une valeur de 0,445 :
| Paramètre | Terre | Vénus | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Rayon moyen | 0,57 | 6 371 km | 6 052 km | 0,974 | 0,985 |
| Densité | 1,07 | 5,515 g/cm3 | 5,243 g/cm3 | 0,975 | 0,973 |
| Vitesse de libération | 0,70 | 11,186 km/s | 10,360 km/s | 0,962 | 0,973 |
| Température de surface | 5,58 | 288 K | 730 K | 0,566 | 0,042 |
A titre de comparaison, pour la lune, l'ESI a une valeur de 0,56 et pour Mercure, de 0,60.
Critique
[modifier | modifier le code]L'indice d'habitabilité planétaire est proposé par certains[Qui ?] comme une alternative à l'indice ici discuté, car cet indice est moins « géo-centré » et donc sûrement plus adapté[évasif] à l'étude de la possibilité d'existence[évasif] d'autres formes de vie[réf. nécessaire] dans l'Univers que celles connues sur Terre.
Perfectionnement
[modifier | modifier le code]En 2014, Louis Irwin, Dirk Schulze-Makuch, Alberto Fairén et Abel Méndez publient, dans la revue Challenges, un nouvel indice : le Biological Complexity Index, noté BCI[6]. L'exoplanète Gliese 581 c obtient un BCI supérieur à celui de la Terre et quatre exoplanètes, HD 85512 b, HD 20794 d, Kepler-20 d et Gliese 581 d, un BCI supérieur à celui de Mars.
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Notes et références
[modifier | modifier le code]- Data Solar ESI.
- (en) « Earth Similarity Index (ESI) », Planetary Habitability Laboratory.
- Schulze-Makuch et al. 2011.
- Data Extrasolar ESI.
- (en) « Wonderful potentially habitable worlds around TRAPPIST-1 », sur planetary.org.
- Irwin et al. 2014.
- (en) « Data Solar ESI » (consulté le ) [ESI pour 47 objets du Système solaire dont le rayon est supérieur à 100 km]
- (en) « Data Extrasolar ESI » (consulté le ) [ESI pour 258 exoplanètes]
- (en) « Data Kepler ESI » (consulté le ) [ESI pour 1235 candidats-planètes de la mission Kepler]
- (en) Dirk Schulze-Makuch, Abel Méndez, Alberto G. Fairén, Philip von Paris, Carol Turse, Grayson Boyer, Alfonso F Davila, Marina Resendes de Sousa António, David Catling et Louis N. Irwin, « A Two-Tiered Approach to Assessing the Habitability of Exoplanets », Astrobiology, vol. 11, no 10, , p. 1041-1052 (DOI 10.1089/ast.2010.0592, Bibcode 2011AsBio..11.1041S, résumé)
- (en) Louis N. Irwin, Abel Méndez, Alberto G. Fairén et Dirk Schulze-Makuch, « Assessing the Possibility of Biological Complexity on Other Worlds, with an Estimate of the Occurrence of Complex Life in the Milky Way Galaxy », Challenges, vol. 5, no 1, , p. 159-174 (DOI 10.3390/challe5010159, résumé, lire en ligne, consulté le )
