L’habitabilité d’une planète est la mesure de la capacité d’un corps astronomique à développer et à accueillir la vie. Cette notion peut donc être alors utilisée à la fois pour les planètes et leurs satellites naturels. Cependant, nous n’avons pour l’instant comme exemple que notre propre planète : la Terre. Déterminer l’habitabilité d’une planète reviendra donc à comparer ses capacités biologiques avec celle-ci.

            La fin du XX^e siècle a été le théâtre de deux découvertes majeures. Tout d’abord, des sondes envoyées sur les diverses planètes du système solaire permirent de fournir des informations essentielles à propos de celles-ci, dont certains critères d’habitabilité ou encore des comparaisons entre elles et la Terre. La deuxième découverte fut celle des exoplanètes qui ont permis d’agrandir le champ de recherche sur ces mêmes critères.

1)      Les critères d’habitabilité par rapport à l’étoile

Pour définir une zone d’habitabilité d’une planète, il faut d’abord s’intéresser à son étoile :

Tableau des classes des étoiles par rapport à leur température

Sa température doit être comprise entre 7000K et 4000K (de la classe F ou G à mi-K). Notre Soleil, par exemple, est  de classe G2. Ces étoiles comptent certaines particularités importantes à l’habitabilité d’une planète :

• Elles brûlent au moins quelques milliards d'années, ce qui laisse suffisamment de temps à la vie pour se développer
• Elles émettent suffisamment de rayons ultraviolets pour être à l’origine d'importantes réactions dans l'atmosphère, telles que la formation de l'ozone, mais pas trop, car cela détruirait la vie.
• L'eau liquide peut exister à la surface de planètes orbitant à une distance qui n'entraine pas de rotation synchrone  (phénomène qui se produit lorsqu’un satellite orbite trop près de sa planète, et qui, vu de celle-ci, lui présente toujours la même face (tout comme la Lune pour la Terre))

Ces étoiles constituent 5 à 10% des planètes de notre galaxie.  Cependant, on peut se poser une question : les étoiles moins lumineuses, c'est-à-dire celles entre la fin de la classe K et la classe M (les naines rouges), sont-elles également susceptibles d'accueillir des planètes habitables ?  La réponse est très importante, car la majorité des étoiles sont de ce type.

Toute planète s'étant formée autour d'une étoile pauvre en métaux est probablement de faible masse, et par là même serait défavorable à la vie.

2)      Les critères d’habitabilité par rapport à la planète

a)      Masse de l’exoplanète

En comparant l’exoplanète à la terre, on suppose que les planètes habitables sont telluriques, donc principalement composée de silicates et non d’hydrogène et d’hélium comme les planètes gazeuses (bien que la possibilité de la vie sur de telles planètes ne soit pas exclue).

Les planètes de faible masse seraient de mauvaises candidates pour accueillir la vie pour deux raisons. Tout d’abord, leur faible masse rendrait  leur atmosphère plus fine. Les planètes dont l'atmosphère n'est pas épaisse ont peu d'isolation, un mauvais transfert thermique à travers leur surface (par exemple, Mars avec sa fine atmosphère, est plus froide que l'aurait été la Terre à la même distance), moins de protection contre les radiations haute-fréquence et les météoroïdes (résidus de comètes ou d’astéroïdes) ne disposeraient pas de suffisamment de matière pour créer les premiers êtres vivants. De plus, les planètes de faible masse libèrent leur énergie plus rapidement et n’ont donc pas beaucoup d’activité géologique. Elles n'ont pas de volcans, de tremblements de terre et d'activité tectonique qui fournissent à la surface des éléments favorisant la vie et permettant de réguler la température (comme le dioxyde de carbone).

b)      Position de l’exoplanète

Le mouvement d'une planète autour de son axe de rotation doit sans doute respecter certaines caractéristiques pour que la vie ait une chance d'évoluer :

• La planète ne doit pas se mouvoir autour d’un axe de rotation synchrone, car un coté de la planète serait constamment brûlant et desséchée tandis que l’autre demeurerait toujours gelée et retiendrait toute l’eau sous forme de glace.

Exemple de rotation synchrone : la Lune

• Le cycle jour-nuit ne doit pas être trop long. Si un jour prend plus d'une semaine (terrestre), la différence de température entre la partie éclairée et la partie sombre sera trop élevée et les problèmes seront similaires à un axe de rotation synchrone.
• l’oscillation de la planète doit rester faible : sinon des changements climatiques importants affecteraient grandement l'habitabilité.

La lune semble jouer un rôle important dans la régulation du climat terrestre en stabilisant l’inclinaison de l’axe de rotation. Cependant, cette idée est controversée.

c)      Composition de l’exoplanète

En prenant toujours compte de la comparaison avec la Terre, on estime que les exoplanètes habitables doivent posséder la même chimie, c’est-à-dire la même composition que celle-ci, c’est la thèse du « Chauvinisme de Carbone ». Les 4 éléments les plus importants nécessaire à la vie sont le carbone, l’hydrogène, l’oxygène et l’azote. Ils sont aussi les réactifs les plus abondants dans L’Univers. En masse, ces quatre éléments constituent environ 96 % de la biomasse terrestre. Les atomes de carbone ont la capacité d’établir des liaisons chimiques entre eux et de former de grandes structures complexes, ce qui les rend idéaux pour être la base des mécanismes complexes qui constituent les êtres vivants. L'eau, composée d'oxygène et d'hydrogène, constitue le solvant dans lequel les premières réactions menant à l'apparition de la vie se sont produits. L'énergie provenant de la liaison covalente entre les atomes de carbone et ceux d'hydrogène libérés par la dissociation des carbohydrates et d'autres molécules organiques, est le carburant de toutes les formes de vie complexes. Ces quatre éléments s'associent pour former des acides aminés, qui eux-mêmes constituent des protéines, composants essentiels des organismes vivants.

La majeure partie de l'eau nécessaire à la vie, et peut-être du carbone, est sans doute venue du système solaire externe où, éloignée de la chaleur du Soleil, elle a pu rester solide. Les comètes, et les chondrites (sorte de météorites pierreuses (composées de moins de 35% de métal)) s'écrasant sur la Terre au début du système solaire y auraient déposé de grandes quantités d'eau, ainsi que les autres molécules dont la vie a besoin (dont les acides aminés). Cela aurait permis l'apparition rapide de la vie sur Terre. Il est possible que la vie telle que nous la connaissons sur Terre n'existerait pas sans l'apport des comètes et des chondrites carbonées. Il est toutefois, encore en débat, que d'autres éléments puissent servir de briques de base pour des formes de vie bâties sur une chimie différente.

Chondrite carbonée