Habitabilité d'une planète

Comprendre l'habitabilité planétaire est en partie une extrapolation de la Terre conditions de l ', car ce est la seule planète connue actuellement pour soutenir la vie .

Habitabilité d'une planète est la mesure d'une planète d 'ou une le potentiel de satellite naturel pour développer et maintenir la vie . Vie peut développer directement sur une planète ou satellite ou être transféré à partir d'un autre corps, un processus connu sous le nom théorique panspermie. Comme l'existence de la vie au-delà de la Terre est actuellement incertaine, l'habitabilité planétaire est en grande partie une extrapolation des conditions sur la Terre et les caractéristiques du Sun et système solaire qui semblent favorables à la vie de florissante en particulier les facteurs qui ont soutenu complexe, organismes multicellulaires et pas seulement simples, créatures unicellulaires. La recherche et la théorie à cet égard est une composante de la science planétaire et de la discipline émergente de astrobiologie.

Une exigence absolue pour la vie est une source d'énergie , et la notion d'habitabilité planétaire implique que beaucoup d'autres géophysique, géochimiques et astrophysiques critères doivent être respectés avant qu'un corps astronomique peut soutenir la vie. Dans sa feuille de route de l'astrobiologie, la NASA a défini les critères d'habitabilité principaux «régions étendues d'eau liquide, des conditions favorables pour l'assemblage de molécules organiques complexes, et les sources d'énergie pour soutenir métabolisme ».

Pour déterminer le potentiel d'habitabilité d'un corps, les études se concentrent sur sa composition en vrac, propriétés orbitales, atmosphère, et les interactions chimiques potentielles. Stellar caractéristiques d'importance comprennent de masse et luminosité, stable la variabilité, et de haute métallicité. Rocky, planètes de type terrestre et des lunes avec le potentiel de Terre comme la chimie sont un objectif principal de la recherche de astrobiologique, bien que les théories d'habitabilité plus spéculatives occasionnellement examiner biochemistries alternatifs et d'autres types d'organismes astronomiques.

L'idée que les planètes au-delà de la Terre pourraient accueillir la vie est ancienne, mais historiquement il a été encadrée par la philosophie autant que la science physique . La fin du 20e siècle a vu deux percées dans le domaine. L'observation et engin spatial robotisé d'exploration d'autres planètes et lunes dans le système solaire a fourni des informations essentielles sur la définition de critères d'habitabilité et a permis des comparaisons géophysiques substantielles entre la Terre et d'autres organismes. La découverte de planètes extrasolaires , depuis le début des années 1990 et l'accélération par la suite, a fourni des informations complémentaires pour l'étude d'une éventuelle vie extraterrestre. Ces résultats confirment que le Soleil ne est pas unique parmi les étoiles dans les planètes hébergement et élargit l'horizon de recherche de l'habitabilité au-delà du système solaire. En 1964, Stephen H. Dole estimé le nombre de planètes habitables dans notre galaxie à environ 600 millions.

Systèmes stellaires appropriés

Une compréhension de l'habitabilité planétaire commence par étoiles . Bien que les organismes qui sont généralement semblable à la Terre peuvent être abondante, il est tout aussi important que leur système plus vaste être agréable à la vie. Sous les auspices de SETI de Projet Phoenix, les scientifiques Margaret Turnbull et Jill Tarter a développé le " HabCat "(ou catalogue de systèmes stellaires habitables) en 2002. Le catalogue a été formé par vannage les près de 120 000 étoiles de la plus grande Catalogue Hipparcos dans un groupe de base de 17 000 "HabStars," et les critères de sélection qui ont été utilisés constituent un bon point de départ pour comprendre quels sont les facteurs astrophysiques sont nécessaires pour planètes habitables.

Classe spectrale

La classe spectrale d'une étoile indique son la température de la photosphère, qui (pour étoiles de la séquence principale) est corrélée à la masse globale. La gamme spectrale appropriée pour "HabStars" est actuellement considéré comme "début F» ou «G», à «mi-K". Cela correspond à des températures un peu plus de 7000 K jusqu'à un peu plus de 4000 K; Soleil, une étoile G2, est bien à l'intérieur de ces limites. "La classe moyenne" étoiles de ce type ont un certain nombre de caractéristiques considérées comme importantes pour l'habitabilité planétaire:

• Ils vivent au moins quelques milliards d'années, ce qui permet la vie une chance d'évoluer. Plus étoiles lumineuses de la séquence principale du "O", "B", et les classes «A» vivent généralement moins de un milliard d'années et dans des cas exceptionnels de moins de 10 millions.
• Ils émettent assez haute fréquence rayonnement ultraviolet pour déclencher la dynamique atmosphériques importants tels que l'ozone formation, mais pas tant que ionisation détruit la vie naissante.
• L'eau liquide peut exister à la surface des planètes les satellisant à une distance qui ne induit pas verrouillage de marée (voir section suivante et 3,2 ). K spectre étoiles peuvent être en mesure de soutenir la vie pendant de longues périodes, beaucoup plus longtemps que le Soleil .

Cette gamme spectrale explique probablement entre 5% et 10% des étoiles dans la locale galaxie, la Voie Lactée . Que plus faible fin K et M classe Red Dwarf étoiles sont aussi des hôtes appropriés pour planètes habitables est peut-être la question ouverte la plus importante dans l'ensemble du champ d'habitabilité planétaire donné leur ubiquité ( habitabilité des systèmes naines rouges). Gliese 581 c, une " super-Terre ", a été trouvé dans l'orbite" zone habitable "d'une naine rouge et peut posséder de l'eau liquide. Alternativement, un effet de serre peut rendre trop chaud pour soutenir la vie, tandis que son voisin, Gliese 581 d, peut en fait être un candidat plus probable pour l'habitabilité. En Septembre 2010, la découverte a été annoncée d'une autre planète, Gliese 581 g, dans une orbite entre ces deux planètes. Toutefois, des critiques de la découverte ont placé l'existence de cette planète dans le doute, et il est actuellement classé comme "non confirmé". En Septembre 2012, la découverte de deux planètes en orbite Gliese 163 a été annoncé. Un des planètes, Gliese 163 c, environ 6,9 fois la masse de la Terre et un peu plus chaud, a été jugée dans le zone habitable.

Une zone habitable stable

La zone habitable (HZ, classé par l'Indice habitabilité planétaire) est une coquille théorique entourant une étoile dans laquelle toute la planète présente aurait liquide de l'eau sur sa surface. Après une source d'énergie, l'eau liquide est considéré comme l'ingrédient le plus important pour la vie, examine comment il est intégré à tous les systèmes de vie sur Terre. Ceci peut refléter le biais de la biologie dépend de l'eau de l'humanité, cependant, et si la vie est découvert en l'absence d'eau (par exemple, dans un liquidité ammoniac solution), la notion de HZ peut être considérablement élargi, ou bien jetés tout à fait comme trop contraignante.

Un HZ "stable" désigne deux facteurs. Tout d'abord, la plage d'un HZ ne devrait pas varier beaucoup dans le temps. Toutes les étoiles augmentent de luminosité à mesure qu'ils vieillissent et un HZ donnée migre naturellement vers l'extérieur, mais si cela se produit trop rapidement (par exemple, avec une étoile super-massive), les planètes ne peuvent avoir une brève fenêtre à l'intérieur de la HZ et une chance en conséquence plus faible à développer la vie. Le calcul d'une gamme de HZ et son mouvement à long terme ne est jamais simple, étant donné que négative des boucles de rétroaction telles que la Cycle CNO aura tendance à compenser les augmentations de luminosité. Les hypothèses formulées sur les conditions atmosphériques et la géologie ont donc un impact aussi important sur une gamme de HZ putative comme le fait l'évolution solaire; les paramètres proposés de la HZ du Soleil, par exemple, ont beaucoup fluctué.

Deuxièmement, aucun organisme grande masse comme un géant du gaz devrait être présent dans ou relativement proche de la HZ, perturbant ainsi la formation de corps comme la Terre. La masse de la ceinture d'astéroïdes, par exemple, semble avoir été incapable de accrétion dans une planète en raison de résonances avec Jupiter; si le géant était apparu dans la région qui est maintenant entre les orbites de Vénus et de Mars , la Terre serait presque certainement pas atteint sa forme actuelle. Ce est quelque peu améliorée par suggestions qu'un géant de gaz à l'intérieur du HZ pourrait avoir lunes habitables dans de bonnes conditions.

Dans le système solaire, les planètes intérieures sont terrestres, les extérieurs géants de gaz , mais les découvertes de planètes extrasolaires suggèrent cet arrangement peut ne pas être du tout commun: de nombreux organismes taille de Jupiter ont été trouvées en étroite orbite de leur primaire, perturbant ZS potentiels. Toutefois, les données actuelles de planètes extrasolaires est susceptible d'être biaisé vers ces types (grosses planètes en orbites proches) parce qu'ils sont beaucoup plus faciles à identifier; Ainsi, il reste à voir quel type de système planétaire est la norme, ou même se il ya une.

Faible variation stellaire

Les variations de luminosité sont communs à toutes les étoiles, mais la gravité de ces fluctuations couvre un large éventail. La plupart des étoiles sont relativement stables, mais une minorité significative d'étoiles variables éprouvent souvent des augmentations soudaines et intenses de luminosité et par conséquent la quantité d'énergie rayonnée vers corps en orbite. Ils sont considérés comme de mauvais candidats pour accueillir planètes porteuses de vie que leurs changements de sortie imprévisibilité et de l'énergie aurait un impact négatif organismes . En particulier, les êtres vivants adaptés à un particulier température gamme seraient probablement incapables de survivre trop grande un écart de température. En outre, les reprises de luminosité sont généralement accompagnés par des doses massives de rayons gamma et Rayonnement qui pourrait se avérer mortelle X-ray. Atmosphères ne atténuer ces effets, mais le maintien de l'atmosphère pourraient ne pas se produire sur les planètes orbitant les variables, parce que l'énergie à haute fréquence qui secouent ces organes continuellement les dépouiller de leur enveloppe protectrice.

Le Soleil, à cet égard comme dans beaucoup d'autres, est relativement bénigne: la variation entre max solaire et minimum est d'environ 0,1% par rapport à son 11-année cycle solaire . Il est (mais pas contesté) forte preuves que des changements même mineurs dans la luminosité du Soleil ont eu des effets importants sur le climat de la Terre bien dans l'époque historique; le Petit Âge glaciaire du milieu du deuxième millénaire, par exemple, peut avoir été causé par un déclin relativement long terme dans la luminosité du Soleil. Ainsi, une étoile n'a pas à être une véritable variable pour les différences de luminosité à affecter l'habitabilité. De connue " analogues solaires, "celui qui ressemble étroitement à la Sun est considéré comme 18 Scorpii; malheureusement pour les perspectives de vie en vigueur dans sa proximité, la seule différence significative entre les deux organismes est l'amplitude du cycle solaire, qui semble être beaucoup plus grand pour 18 Scorpii.

Haute métallicité

Bien que la majeure partie du matériel dans ne importe quelle étoile est l'hydrogène et l'hélium , il ya une grande variation de la quantité d'éléments plus lourds ( métaux) contiennent étoiles. Une forte proportion de métaux dans une étoile corrélée à la quantité de matériel lourd initialement disponible dans le disque protoplanétaire. Une faible quantité de métal diminue de manière significative la probabilité que les planètes se sont formées autour de cette étoile, sous la la théorie de la nébuleuse solaire de la formation de système planétaire. Les planètes qui faisaient forme autour d'une étoile pauvre en métaux seraient probablement faible en masse, et donc défavorable pour la vie. spectroscopiques études sur les systèmes où les exoplanètes ont été trouvés à ce jour confirmer la relation entre la teneur élevée en métal et la formation de la planète: "Stars avec des planètes ou au moins avec des planètes semblables à celles que nous constatons aujourd'hui, sont nettement plus riche en métal que les étoiles sans compagnons planétaires ". Cette relation entre la haute métallicité et la formation de la planète, ce est aussi que les systèmes habitables sont plus susceptibles d'être trouvées dans les alentours jeunes étoiles, puisque étoiles qui se sont formées au début de l' univers de l 'histoire ont une faible teneur en métal.

Caractéristiques planétaires

Les lunes de certains géants de gaz pourraient être habitable.

L'hypothèse principale sur les planètes habitables, ce est qu'ils sont terrestre. Ces planètes, à peu près dans l'ordre de grandeur de la masse de la Terre, sont principalement composés de roches de silicate et ne ont pas accrété les couches extérieures gazeux de l'hydrogène et de l'hélium trouvés sur géantes gazeuses . Que la vie pourrait évoluer dans les sommets des nuages de planètes géantes n'a pas été décisive exclu, même si elle est considérée comme peu probable étant donné qu'ils ne ont pas de surface et leur gravité est énorme. Les satellites naturels des planètes géantes, en attendant, restent parfaitement valables candidats pour accueillir la vie.

En Février 2011, le Équipe de Mission observatoire spatial Kepler a publié un liste des 1 235 candidats de planète extrasolaire, y compris 54 qui peut être dans la zone habitable. Six des candidats dans cette zone sont plus petits que deux fois la taille de la Terre. Une étude plus récente a révélé que l'un de ces candidats (KOI 326,01) est en fait beaucoup plus grande et plus chaude que d'abord rapporté. Basé sur les résultats, l'équipe de Kepler estime qu'il y ait "au moins 50 milliards de planètes dans la Voie Lactée" dont "au moins 500 millions" sont dans la zone habitable.

En analysant ce qui environnements sont susceptibles de soutenir la vie, une distinction est généralement faite entre les organismes unicellulaires simples, tels que les bactéries et archées et métazoaires complexes (animaux). Unicellularity précède nécessairement multicellularité sur un arbre hypothétique de vie et où les organismes unicellulaires ne sortent rien ne garantit que cela conduira à une plus grande complexité. Les caractéristiques planétaires énumérés ci-dessous sont considérés comme cruciaux pour la vie en général, mais dans tous les cas d'habitabilité obstacles devraient être considérés plus pour les organismes pluricellulaires comme les plantes et les animaux contre la vie unicellulaire.

Masse

Mars , avec son atmosphère raréfiée, est plus froide que la Terre serait si elle était à la même distance du Soleil

Planètes de faible masse sont de mauvais candidats pour la vie, pour deux raisons. Premièrement, leur moindre gravité rend atmosphère rétention difficile. Constitutifs molécules sont plus susceptibles d'atteindre échapper à la vitesse et se perdre dans l'espace quand secoué par vent solaire ou agité par la collision. Planètes sans une atmosphère épaisse pas la question nécessaire à primal biochimie , ont peu d'isolation et les pauvres transfert de chaleur à travers leurs surfaces (par exemple, Mars , avec son atmosphère ténue, est plus froide que la Terre serait si elle était à la même distance du Soleil), et de fournir moins de protection contre les météorites et à haute fréquence rayonnement. En outre, lorsque l'atmosphère est inférieure à 0,006 atmosphères de la Terre, l'eau ne peut exister sous forme liquide comme nécessaire la pression atmosphérique, 4,56 mm Hg (608 Pa) (0,18 pouces Hg), ne se produit pas. La plage de température à laquelle l'eau est liquide est inférieure à basse pression en général.

Deuxièmement, les petites planètes ont de plus petits diamètres et donc des ratios surface-volume que leurs grands cousins. Ces organismes ont tendance à perdre l'énergie laissés par leur formation rapidement et finir par géologiquement morte, ne ayant pas les volcans , les tremblements de terre et activité tectonique qui fournissent la surface avec du matériel de survie et l'atmosphère avec les modérateurs de température comme le dioxyde de carbone . La tectonique des plaques apparaissent particulièrement crucial, au moins sur la Terre: non seulement les produits chimiques et de minéraux importants processus recyclage, il favorise aussi la biodiversité par la création de continent et de la complexité accrue de l'environnement et contribue à créer les cellules convectives nécessaires pour générer Le champ magnétique de la Terre.

"La faible masse" est en partie une étiquette relative; la Terre est considérée comme faible par rapport à la masse du système solaire les géantes gazeuses , mais il est le plus grand, par le diamètre et la masse, et la plus dense de tous les organismes terrestres. Il est suffisamment grand pour maintenir une atmosphère à travers la seule gravité et suffisamment grande pour que son noyau en fusion reste un moteur thermique, la conduite de la géologie diversifiée de la surface (la décomposition de éléments radioactifs dans le noyau d'une planète est l'autre composante importante du chauffage planétaire). Mars, en revanche, est presque (ou peut-être tout à fait) géologiquement morte et a perdu beaucoup de son atmosphère. Ainsi, il serait juste de conclure que la limite inférieure de masse pour l'habitabilité se situe entre celle de Mars et de la Terre ou Vénus; 0,3 masses de la Terre a été offert comme une ligne de démarcation approximative des planètes habitables. Cependant, une étude de 2008 par le Centre Harvard-Smithsonian pour l'astrophysique suggère que la ligne de démarcation peut être plus élevé. Terre peut en fait se allonger sur la limite inférieure de l'habitabilité, car si elle était toute petite, la tectonique des plaques serait impossible. Venus, qui a la masse de 85 pour cent de la Terre, ne montre aucun signe d'activité tectonique. A l'inverse, " super-Terres ", des planètes terrestres avec des masses plus élevées que la Terre, aurait des niveaux plus élevés de la tectonique des plaques et donc être fermement placé dans la gamme habitable.

Des circonstances exceptionnelles ne offrent cas exceptionnels: Jupiter moon s ' Io (qui est plus petit que l'une des planètes telluriques) est volcanique dynamique en raison des contraintes gravitationnelles induites par son orbite, et son voisin Europa peut avoir un océan liquide ou de neige fondante glacée sous une veste congelés aussi en raison de l'électricité produite à partir orbite autour d'une géante gazeuse.

Saturn s ' Titan, quant à lui, a une petite chance d'abriter la vie, car il a conservé une atmosphère épaisse et possède mers de méthane liquide à sa surface. Réactions bio-chimiques qui ne nécessitent de l'énergie minimum sont possibles dans ces mers, mais si tout système vivant peut être basée sur de telles réactions minimales ne est pas claire, et semblent peu probables. Ces satellites sont des exceptions, mais ils prouvent que la masse, comme un critère pour l'habitabilité, ne peut pas nécessairement être considérée comme définitive à ce stade de notre compréhension.

Une plus grande planète est susceptible d'avoir une atmosphère plus massive. Une combinaison de la vitesse de libération ultérieure de conserver atomes plus légers, et très étendue de dégazage améliorés tectonique des plaques peut augmenter considérablement la pression atmosphérique et la température à la surface par rapport à la Terre. L'effet de serre d'une telle atmosphère lourde tendrait à suggérer que la zone habitable doit être plus loin de l'étoile centrale de ces planètes massives.

Enfin, une plus grande planète est susceptible d'avoir un grand noyau de fer. Cela permet une champ magnétique protéger la planète de vent stellaire et rayonnement cosmique, qui, autrement, tendance à dépouiller l'atmosphère planétaire et de bombarder les êtres vivants avec des particules ionisées. Messe ne est pas le seul critère pour produire un champ magnétique, comme la planète doit également tourner assez vite pour produire un effet dynamo dans son coeur, mais ce est un élément important du processus.

Orbit et la rotation

Comme avec d'autres critères, la stabilité est l'examen essentiel dans l'évaluation de l'effet des caractéristiques orbitales et de rotation sur l'habitabilité planétaire. Excentricité orbitale est la différence entre la plus éloignée d'une planète et une approche plus proche de son étoile mère, divisé par la somme de ladite distances. Il se agit d'un rapport décrivant la forme de l'orbite elliptique. Plus l'excentricité la plus grande est la fluctuation de la température à la surface d'une planète. Bien qu'ils soient d'adaptation, les organismes vivants ne peuvent endurer tellement de variation, en particulier si les fluctuations se chevauchent à la fois le point de congélation et le point d'ébullition du solvant principal biotique de la planète (par exemple, l'eau sur Terre). Si, par exemple, les océans de la Terre ont été alternativement bouillante et le gel solide, il est difficile d'imaginer la vie comme nous la connaissons ayant évolué. Plus l'organisme est élevé, plus la sensibilité à la température. L'orbite de la Terre est presque entièrement circulaire, avec une excentricité inférieure à 0,02; d'autres planètes du système solaire (à l'exception du mercure ) ont excentricités qui sont de la même bénigne.

Les données recueillies sur les excentricités orbitales des planètes extrasolaires a surpris la plupart des chercheurs: 90% ont une excentricité orbitale supérieure à celle trouvée dans le système solaire, et la moyenne est entièrement 0,25. Cela signifie que la grande majorité des planètes ont des orbites très excentriques et parmi eux, si leur distance moyenne de leur étoile est réputé être au sein de la HZ ils seraient néanmoins que dépenser une petite partie de leur temps dans la zone.

Le mouvement d'une planète autour de son axe de rotation doit également répondre à certains critères si la vie est d'avoir la possibilité d'évoluer. Une première hypothèse est que la planète devrait avoir modérés saisons . Se il n'y a que peu ou pas inclinaison de l'axe (ou obliquité) par rapport à la perpendiculaire de la écliptique, les saisons ne se produira pas et un stimulant principal pour le dynamisme de la biosphère va disparaître. La planète serait également plus froid que ce serait avec une inclinaison importante: lorsque la plus grande intensité de rayonnement est toujours à quelques degrés de l'équateur, le temps chaud ne peut pas se déplacer vers les pôles et le climat d'une planète devient dominé par des systèmes plus froides météorologiques polaires.

Si une planète est radicalement inclinée, quant à lui, les saisons seront extrême et rendre plus difficile pour une biosphère pour atteindre homéostasie. L'inclinaison de l'axe de la Terre est plus élevé maintenant (dans le Quaternaire) qu'elle ne l'a été dans le passé, coïncidant avec polaire réduite glace , des températures plus chaudes et moins de variation saisonnière. Les scientifiques ne savent pas si cette tendance se poursuivra indéfiniment avec de nouvelles augmentations de l'inclinaison axiale (voir Terre boule de neige ).

Les effets exacts de ces changements ne peuvent être modélisés ordinateur à l'heure actuelle, et des études ont montré que même des inclinaisons extrêmes allant jusqu'à 85 degrés ne ont pas la vie absolument empêcher "à condition qu'il ne occupe pas les surfaces continentales en proie à des variations saisonnières par la température la plus élevée." Non seulement l'inclinaison axiale moyenne, mais aussi son évolution dans le temps doit être considéré. L'inclinaison de la Terre varie entre 21,5 et 24,5 degrés plus de 41.000 ans. Une variante plus radicale, ou une périodicité plus courte, serait induire des effets climatiques tels que les variations de la gravité de saison.

D'autres considérations orbitaux comprennent:

• La planète devrait tourner assez rapidement afin que le cycle jour-nuit ne est pas trop long. Si un jour prend des années, la différence de température entre le côté jour et la nuit sera prononcé, et des problèmes similaires à ceux observés pour l'excentricité orbitale extrême viendra au premier plan.
• La planète devrait également tourner assez rapidement de sorte qu'une dynamo magnétique peut être commencé dans son noyau de fer pour produire un champ magnétique.
• Changement de la direction de la rotation de l'axe ( précession) ne devrait pas être prononcée. En elle-même, ne doit pas affecter précession habitabilité car il modifie le sens de l'inclinaison, non à son degré. Cependant, la précession tend à accentuer les variations causées par d'autres écarts orbitaux; voir cycles de Milankovitch . Précession sur Terre se produit sur un cycle de 26 000 ans.

De la Terre Lune semble jouer un rôle crucial dans la modération du climat de la Terre par la stabilisation de l'inclinaison de l'axe. Il a été suggéré que une inclinaison chaotique peut être un "deal-breaker" en termes d'habitabilité-à-dire un satellite de la taille de la Lune ne est pas seulement utile, mais nécessaire pour produire la stabilité. Cette position reste controversée.

Géochimie

Il est généralement admis que toute vie extraterrestre qui pourrait exister sera basé sur le même fondamentale biochimie que l'on trouve sur Terre, comme les quatre éléments les plus vitaux pour la vie, le carbone , l'hydrogène , l'oxygène et l'azote , sont également des éléments chimiquement réactifs les plus courants dans l'univers. En effet, les composés d'origine biologique, telles que de simples très simples acides aminés tels que glycine, ont été trouvés dans météorites et dans le milieu interstellaire. Ces quatre éléments constituent ensemble plus de 96% de la collective de la Terre la biomasse. Le carbone a une capacité inégalée à se lier avec lui-même et pour former un réseau massif de structures complexes et variées, ce qui en fait un matériau idéal pour les mécanismes complexes qui forment vivant cellules . L'hydrogène et l'oxygène, sous la forme d'eau, composent le solvant dans lequel les processus biologiques ont lieu et dans lequel les premières réactions ont eu lieu qui a conduit à l'émergence de la vie. L'énergie libérée dans la formation du puissant des liaisons covalentes entre le carbone et l'oxygène, disponibles par oxydation de composés organiques, est le carburant de toutes les formes de vie complexes. Ces quatre éléments forment ensemble des acides aminés , qui sont à leur tour les blocs de construction de protéines , la substance du tissu vivant. En outre, ni soufre , nécessaires pour la construction de protéines, ni phosphore , nécessaire à la formation de l'ADN , ARN, et l'adénosine phosphate essentiels pour métabolisme, sont rares.

L'abondance relative dans l'espace ne reflète pas toujours l'abondance différenciée dans les planètes; des quatre éléments de la vie, par exemple, que l'oxygène est présent en abondance dans ne importe quel de la Terre de la croûte . Ceci peut se expliquer en partie par le fait que plusieurs de ces éléments, tels que l'hydrogène et l'azote , ainsi que leurs composés les plus simples et les plus courants, tels que le dioxyde de carbone , monoxyde de carbone , le méthane , l'ammoniac et l'eau , sont gazeux à des températures élevées. Dans la région chaude près du Soleil, ces composés volatils ne pouvaient pas ont joué un rôle important dans la formation géologique des planètes. Au lieu de cela, ils ont été piégés sous forme de gaz sous les croûtes nouvellement formés, qui ont été en grande partie constitués de composés non volatils, tels que rochers silice (un composé de silicium et d'oxygène, ce qui représente l'abondance relative de l'oxygène). Dégazage de composés volatils à travers les premiers volcans aurait contribué à la formation des planètes " atmosphères. Le Miller-Urey expérience a montré que, avec l'application d'énergie, des acides aminés peuvent se former à partir de la synthèse des composés simples dans une atmosphère primordiale.

Toutefois, dégazage volcanique ne aurait pas pris en compte la quantité d'eau dans les océans de la Terre. La grande majorité de l'eau -et sans doute carbone nécessaire à la vie doivent provenir du système solaire externe, loin de la chaleur du soleil, où il pourrait rester solide. Comètes impact avec la Terre dans les premières années du système solaire aurait déposé grande quantités d'eau, ainsi que l'autre vie de composés volatils exige (y compris les acides aminés) sur la Terre primitive, offrant un coup de fouet à la origine de la vie.

Ainsi, alors qu'il ya des raisons de soupçonner que les quatre "éléments de la vie» devrait être facilement disponibles ailleurs, un système habitables probablement exige également la fourniture d'un corps en orbite à long terme pour ensemencer planètes intérieures. Sans comètes il ya une possibilité que la vie comme nous la connaissons ne existerait pas sur Terre.

Microenvironnements et extrêmophiles

Le Désert d'Atacama fournit un convertisseur analogique Mars et un environnement idéal pour étudier la frontière entre la stérilité et d'habitabilité.

Une qualification importante à des critères d'habitabilité est que seule une infime partie d'une planète est nécessaire pour soutenir la vie. Astrobiologistes se préoccupent souvent avec des "micro-environnements", notant que "nous ne avons pas une compréhension fondamentale de la façon dont les forces évolutives, comme mutation, sélection , et dérive génétique, fonctionner dans des micro-organismes qui agissent sur et répondent à l'évolution des micro-environnements ". Extrêmophiles sont des organismes de la Terre qui vivent dans des environnements de niche dans des conditions sévères généralement considérés hostile à la vie. Habituellement (mais pas toujours) unicellulaire, extrêmophiles comprennent aiguë alcaliphile et acidophiles et d'autres organismes qui peuvent survivre à des températures au-dessus de l'eau à 100 ° C évents hydrothermaux.

La découverte de la vie dans des conditions extrêmes a compliqué les définitions d'habitabilité, mais aussi suscité beaucoup d'enthousiasme parmi les chercheurs dans grandement élargir la gamme connue des conditions dans lesquelles la vie peut persister. Par exemple, une planète qui pourrait autrement être incapable de soutenir une atmosphère étant donné les conditions solaires dans son voisinage, pourrait être en mesure de le faire dans un fossé ombre profonde ou une grotte volcanique. De même, le terrain de cratères pourrait offrir un refuge pour la vie primitive. Le Lawn Hill cratère a été étudié comme un analogue astrobiologique, avec des chercheurs suggérant remplissage rapide de sédiments créé un micro-environnement protégé pour les organismes microbiens; des conditions similaires ont pu se produire au cours de l'histoire géologique de Mars .

environnements de la Terre qui ne peuvent pas soutenir la vie sont toujours instructif de astrobiologistes à définir les limites de ce que peuvent supporter les organismes. Le cœur de la Le désert d'Atacama, généralement considéré comme l'endroit le plus sec sur terre, semble incapable de soutenir la vie, mais il a été soumis à étudier par la NASA pour cette raison: il fournit un analogue Mars et les gradients d'humidité le long de ses bords sont idéal pour l'étude de la frontière entre la stérilité et d'habitabilité. Le Atacama a fait l'objet d'étude en 2003 que partiellement reproduit expériences de la Viking atterrissages sur Mars dans les années 1970; pas l'ADN pourrait être récupéré à partir de deux échantillons de sol, et les expériences d'incubation étaient également négatifs pour biosignatures.

Le 26 Novembre 2011, la NASA a lancé le Mars Science Laboratory (MSL) rover qui va chercher la vie passée ou présente sur Mars en utilisant une variété d'instruments scientifiques. Le MSL a atterri sur Mars au Gale Crater en Août 2012.

Habitats inhabitées

Une distinction importante dans l'habitabilité est entre les habitats qui contiennent la vie active (habitats habitées) et les habitats qui sont habitables pour la vie, mais inhabitée. Habitats inhabités (ou vacants) pourraient survenir sur une planète où il n'y avait aucune origine de la vie (et pas de transfert de la vie sur la planète d'une autre, habitée, planète), mais où les environnements habitables exister. Ils pourraient également se produire sur une planète qui est habitée, mais le manque de connectivité entre les habitats pourraient signifier que de nombreux habitats demeurent inhabitées. Habitats inhabités soulignent l'importance de dissocier l'habitabilité et la présence de la vie, ce qui peut être dit que l'hypothèse générale, «où il ya des habitats, il ya la vie». L'hypothèse est falsifiable en trouvant habitats inhabités et il est expérimentalement testable. Charles Cockell et collègues discutent Mars comme un seul monde plausibles qui pourraient abriter des habitats inhabités. D'autres systèmes stellaires pourraient accueillir planètes sont habitables, mais dépourvu de vie.

Systèmes stellaires alternatifs

Pour déterminer la faisabilité d'une vie extraterrestre, les astronomes ont longtemps concentré leur attention sur les étoiles comme le Soleil Cependant, puisque les systèmes planétaires qui ressemblent le système solaire se avèrent rares, ils ont commencé à explorer la possibilité que la vie pourrait se former dans des systèmes très différente de la nôtre.

Les systèmes binaires

Typiques estimations suggèrent souvent que 50% ou plus de tous les systèmes stellaires sont des systèmes binaires . Cela peut être en partie échantillonner biais, comme des étoiles massives et lumineuses ont tendance à être dans les exécutables et ceux-ci sont plus faciles à observer et catalogués; une analyse plus précise a suggéré que les étoiles les plus communs sont généralement plus faibles singulier, et que jusqu'à deux tiers de tous les systèmes stellaires sont donc solitaire.

La séparation entre les étoiles dans un binaire peut varier de moins d'un unité astronomique (UA, la moyenne distance Terre-Soleil) à plusieurs centaines. Dans ces derniers cas, les effets gravitationnels seront négligeables sur une planète en orbite autour d'un potentiel ailleurs convenable étoiles et d'habitabilité ne sera pas perturbé sauf si l'orbite est très excentrique (voir Nemesis, par exemple). Toutefois, lorsque la séparation est significativement inférieure, une orbite stable peut être impossible. Si la distance d'une planète à son primaire dépasse environ un cinquième de l'approche la plus proche de l'autre étoile, la stabilité orbitale ne est pas garanti. Que planètes peuvent se former dans les binaires du tout depuis longtemps incertaine, étant donné que les forces gravitationnelles pourraient interférer avec la formation de la planète. Le travail théorique par Alan Fondateur au Carnegie Institution a montré que les géantes gazeuses peuvent se former autour des étoiles dans les systèmes binaires comme ils le font autour des étoiles solitaires.

Une étude de Alpha Centauri, le système d'étoile la plus proche du Soleil, a suggéré que les binaires ne doivent pas être réduits à la recherche de planètes habitables. Centauri A et B ont une distance de 11 UA au point le plus proche (23 UA moyenne), et les deux devraient avoir zones habitables stables. Une étude de la stabilité orbitale à long terme pour les planètes simulées au sein du système montre que les planètes dans environ trois UA soit étoiles peuvent rester stables (à savoir la demi-grand axe se écartant de moins de 5%).Le HZ pour Centauri A est estimé au 1,2 à 1,3 UA et Centauri B à 0,73 à 0,74 puits dans la région stable dans les deux cas.

Systèmes naines rouges

Tailles étoiles relatifs et températures photosphériques. Toute planète en orbite autour d'une naine rouge comme celui montré ici aurait à se blottir près d'atteindre des températures similaires à la Terre, induisant probablement rotation synchrone. Voir Aurelia.

Déterminer l'habitabilité de naines rouges étoiles pourrait aider à déterminer comment la vie commune dans l'univers pourrait être, comme des nains rouges représentent entre 70 à 90% de toutes les étoiles de la galaxie. Les naines brunes sont probablement plus nombreux que les naines rouges. Cependant, ils ne sont généralement pas classés comme des étoiles, et ne pourraient jamais la vie telle que nous la comprenons, puisque ce peu de chaleur qu'ils émettent disparaît rapidement.

Taille

Les astronomes depuis de nombreuses années exclu naines rouges que demeures potentiels pour la vie. Leur petite taille (de 0,1 à 0,6 masses solaires) signifie que leurs réactions nucléaires se déroulent exceptionnellement lentement, et ils émettent très peu de lumière (à partir de 3% de celle produite par le soleil pour aussi peu que 0,01%). Toute planète en orbite autour d'une naine rouge aurait à se blottir très proche de son étoile parente d'atteindre des températures de surface comme la Terre; de 0,3 UA (juste à l'intérieur de l'orbite de Mercure ) pour une étoile comme Lacaille 8760, pour aussi peu que 0,032 UA pour une étoile comme Proxima Centauri (un tel monde aurait un an durable seulement 6,3 jours). A ces distances, la gravité de l'étoile causerait rotation synchrone. Un côté de la planète serait éternellement face à l'étoile, tandis que l'autre serait toujours faire face loin de lui. Les seuls moyens de vie potentielle pourrait éviter soit un enfer ou un congélateur seraient si la planète avait une atmosphère assez épaisse pour transférer la chaleur de l'étoile du côté de la journée sur le côté de la nuit, ou si il était un géant de gaz dans l'habitable zone, avec une lune habitable, qui serait verrouillé sur la planète à la place de l'étoile, ce qui permet une répartition plus uniforme de rayonnement sur ​​la planète. On a longtemps supposé que cette atmosphère épaisse empêcherait la lumière du soleil d'atteindre la surface en premier lieu, la prévention de la photosynthèse .

Vue d'artiste deGJ 667 Cc, une planète potentiellement habitable orbite autour d'une naine rouge constituante dans unsystème stellaire trinaire.

Ce pessimisme a été tempérée par la recherche. Des études menées par Robert Haberle et Manoj Joshi de la NASA s ' Ames Research Center en Californie ont montré que l'atmosphère d'une planète (en supposant qu'il comprenait l'effet de serre CO ₂ et H ₂ O ) ne doit être 100 mbs, soit 10% de l'atmosphère terrestre , pour la chaleur de l'étoile être effectuée efficacement au côté de nuit. Ce qui est bien dans les niveaux requis pour la photosynthèse, bien que l'eau resterait gelé sur le côté sombre dans certains de leurs modèles. Martin Heath de Greenwich Community College, a montré que l'eau de mer, aussi, pourraient être efficacement distribué sans congélation solide si les bassins océaniques étaient assez profond pour permettre la libre circulation sous la calotte glaciaire du côté nuit. D'autres recherches, y compris un examen de la quantité de rayonnement photosynthétiquement-suggéré que les planètes en rotation synchrone dans les systèmes de naines rouges pourraient au moins être habitable pour les plantes supérieures active.

Autres facteurs limitant l'habitabilité

Taille est pas le seul facteur à prendre naines rouges potentiellement inadaptées à la vie, cependant. Sur une planète naine rouge, la photosynthèse sur le côté de nuit serait impossible, car il ne serait jamais voir le soleil. Sur le côté de la journée, parce que le soleil ne se lève pas ou définie, zones dans l'ombre des montagnes resteraient donc toujours. Photosynthèse que nous comprenons ce serait compliqué par le fait que d'une naine rouge produit la plupart de son rayonnement dans le infrarouge, et sur la Terre du processus dépend de la lumière visible. Il ya des aspects positifs potentiels à ce scénario. De nombreux écosystèmes terrestres comptent sur ​​la chimiosynthèse plutôt que la photosynthèse, par exemple, ce qui serait possible dans un système naine rouge. Une position de l'étoile primaire statique élimine la nécessité pour les plantes à feuilles orienter vers le soleil, face à l'évolution des modes d'ombre / soleil, ou changent de la photosynthèse à l'énergie stockée pendant la nuit. En raison de l'absence d'un cycle jour-nuit, y compris la faible lumière du matin et du soir, beaucoup plus d'énergie serait disponible à un niveau de rayonnement donné.

Les naines rouges sont beaucoup plus variables et violents que leurs plus stables, grands cousins. Souvent, ils sont couverts de taches stellaires qui peuvent dim leur lumière émise par jusqu'à 40% pour les mois à la fois, tandis que d'autres fois, ils émettent des fusées gigantesques qui peuvent doubler leur éclat dans une affaire de minutes. Une telle variation serait très dommageable pour la vie, car il ne serait pas seulement de détruire les molécules organiques complexes qui pourraient éventuellement former précurseurs biologiques, mais aussi parce qu'il ferait sauter des portions importantes de l'atmosphère de la planète.

Pour une planète autour d'une étoile naine rouge pour soutenir la vie, il faudrait un champ magnétique tournant rapidement pour protéger des fusées éclairantes. Cependant, une planète en rotation synchrone tourne que très lentement, et ne peut donc pas produire un géodynamo à sa base. Toutefois, la période de torchage violente du cycle de vie d'une naine rouge est estimé à seulement environ les derniers premiers 1200000000 années de son existence. Si une planète formes loin d'une naine rouge de façon à éviter rotation synchrone, puis migre dans la zone habitable de l'étoile après cette période initiale turbulent, il est possible que la vie peut avoir une chance de se développer.

Longévité et l'ubiquité

Il est, cependant, un avantage majeur que les naines rouges ont sur ​​d'autres étoiles que demeures pour la vie: ils vivent longtemps. Il a fallu 4,5 milliards années avant que l'humanité est apparue sur Terre, et la vie comme nous la connaissons verra des conditions appropriées pour 1 à 2,3 milliards d'années plus. Les naines rouges, en revanche, pourraient vivre pendant des milliards d'années parce que leurs réactions nucléaires sont beaucoup plus lent que celui des grandes étoiles, ce qui signifie que la vie aurait plus de temps pour évoluer et survivre.

Alors que les chances de trouver une planète dans la zone habitable autour de tout naine rouge spécifique sont minces, le montant total de la zone habitable autour de toutes les naines rouges combinés est égal au montant total autour d'étoiles semblables au Soleil en raison de leur ubiquité. En outre, ce montant total de la zone habitable durera plus longtemps, parce que les étoiles naines rouges vivent pour des centaines de milliards d'années, voire plus sur la séquence principale.

Les étoiles massives

Des recherches récentes suggèrent que de très grandes étoiles, supérieure à environ 100 masses solaires, pourraient avoir des systèmes planétaires constitués de centaines de planètes Mercure PMI dans la zone habitable. Ces systèmes pourraient aussi contenir des naines brunes et des étoiles de faible masse (~ 0,1-0,3 masses solaires). Cependant, les durées de vie très courtes d'étoiles de plus de quelques masses solaires seraient guère laisser du temps pour une planète de se refroidir, et encore moins le temps nécessaire pour une biosphère stable pour se développer. Les étoiles massives sont ainsi éliminés comme demeures possibles pour la vie.

Cependant, un système massif étoiles pourrait être un ancêtre de la vie d'une autre manière - la supernova explosion de l'étoile massive dans la partie centrale du système. Cette supernova se disperse éléments plus lourds tout au long de son voisinage, créé lors de la phase de l'étoile massive a déménagé hors de la séquence principale, et les systèmes des potentiels étoiles de faible masse (qui sont encore sur la séquence principale) au sein de l'ancien massive- star system peut être enrichi avec l'offre relativement élevée des éléments lourds si près de l'explosion d'une supernova. Toutefois, cela dit rien de ce types de planètes former à la suite de la matière de supernova, ou ce que leur potentiel de l'habitabilité serait.

Le quartier galactique

Avec les caractéristiques des planètes et de leurs systèmes d'étoiles, l'environnement galactique plus large peut également influer sur l'habitabilité. Les scientifiques ont examiné la possibilité que les zones particulières de galaxies ( de zones habitables galactiques) sont mieux adaptés à la vie que d'autres; le système solaire dans lequel nous vivons, dans le Spur Orion, sur le bord de la Voie Lactée est considérée comme un lieu de vie favorables:

• Il est pas dans un amas globulaire , où d'immenses densités étoiles sont hostiles à la vie, compte tenu de rayonnement excessive et la perturbation gravitationnelle. Les amas globulaires sont également composées principalement des personnes âgées, sans doute étoiles pauvres en métaux,. En outre, dans les amas globulaires, les grands âges des étoiles signifierait une grande quantité de l'évolution stellaire par l'hôte ou d'autres étoiles proches, qui en raison de leur proximité peut causer des dommages extrêmes à la vie sur des planètes, à condition qu'ils puissent se former.
• Il est actif à proximité d'unesource de rayons gamma.
• Il est pas près du centre galactique où une fois densités nouveau étoiles augmentent la probabilité de rayonnements ionisants (par exemple, à partir demagnétars etsupernovae). Un trou noir supermassif est également soupçonné d'être au milieu de la galaxie qui pourrait se révéler un danger pour tous les organes à proximité .
• L'orbite circulaire du Soleil autour du centre galactique maintient à l'écart des bras spiraux de la galaxie où le rayonnement intense et de la gravitation peuvent conduire à nouveau à la perturbation.

Ainsi, la solitude relative est finalement ce qui a besoin d'un système de roulement de vie. Si le Soleil était bondé entre autres systèmes, la chance d'être mortellement à proximité de sources de rayonnement dangereux augmenterait de manière significative. En outre, proches voisins pourraient perturber la stabilité de divers organismes orbite tels que le nuage d'Oort et la ceinture de Kuiper des objets, qui peuvent apporter une catastrophe en cas de choc dans le système solaire interne.

Alors que la surpopulation stellaire prouve désavantageux pour l'habitabilité, il en va de l'isolement extrême. Une étoile comme le Soleil riche en métal aurait probablement pas formé dans les régions très ultrapériphériques de la Voie Lactée donné un déclin de l'abondance relative des métaux et un manque général de formation d'étoiles. Ainsi, un emplacement «de banlieue», comme le Système solaire bénéficie, est préférable au centre d'une galaxie ou plus éloignés atteint.

Autres considérations

Biochemistries alternatifs

Alors que la plupart des enquêtes sur la vie extraterrestre commencent avec l'hypothèse que les formes de vie avancées doivent avoir des exigences similaires pour la vie comme sur Terre, l'hypothèse d' autres types de biochimie suggère la possibilité de formes de vie en constante évolution autour d'un mécanisme métabolique différent. En Faire évoluer le Alien , biologiste Jack Cohen et mathématicien Ian Stewart soutiennent astrobiologie, sur la base des hypothèses de terre rare, est restrictive et sans imagination. Ils suggèrent que les planètes comme la Terre peuvent être très rare, mais la vie complexe à base de non-carbone pourraient éventuellement émerger dans d'autres environnements. L'alternative la plus souvent mentionnée au carbone est la vie à base de silicium, tandis que l'ammoniac est parfois proposé comme un solvant alternative à l'eau.

Plus d'idées spéculatives ont mis l'accent sur ​​les organismes tout à fait différentes de planètes comme la Terre. Astronome Frank Drake, un promoteur bien connu de la recherche de vie extraterrestre, la vie imaginée sur une étoile à neutrons: «molécules nucléaires» submicroscopiques combinant pour former des créatures avec un cycle de vie des millions de fois plus vite que la vie de la Terre. Appelé «imaginative et pince-sans-rire," l'idée a donné lieu à des scènes de science-fiction. Carl Sagan , un autre optimiste en ce qui concerne la vie extraterrestre, a envisagé la possibilité d'organismes qui sont toujours dans l'air au sein de la haute atmosphère de Jupiter dans un document 1976 . Cohen et Stewart a également envisagé la vie à la fois dans un environnement solaire et dans l'atmosphère d'une géante gazeuse.

"Bon Jupiters"

"Les bonnes Jupiters" sont des géantes gazeuses, comme du système solaire Jupiter , qui orbite leurs étoiles en orbite circulaire assez loin de la zone habitable de ne pas déranger, mais planètes terrestres suffisamment proches pour «protéger» en orbite près de deux façons critiques. Premièrement, ils aident à stabiliser les orbites, et par conséquent, les climats, des planètes intérieures. Deuxièmement, ils gardent le système solaire interne relativement libre des comètes et des astéroïdes qui pourraient causer des effets dévastateurs. Jupiter tourne autour du Soleil à environ cinq fois la distance entre la Terre et le Soleil Ceci est la distance approximative que nous devrions nous attendre à trouver de bons Jupiters ailleurs. Le rôle de «gardien» de Jupiter a été illustré de façon spectaculaire en 1994, lorsque la comète Shoemaker-Levy 9 impacté le géant; avait gravité Jovian pas capturé la comète, il se pourrait bien entré dans le système solaire interne.

Cependant, l'histoire ne sont pas coupés aussi clair. Des recherches récentes ont montré que le rôle de Jupiter dans la détermination de la vitesse à laquelle les objets ont frappé la Terre est, à tout le moins, beaucoup plus compliquée qu'on ne le pensait. Alors que pour les comètes à longue période (qui contribuent seulement une petite fraction du risque pour la Terre d'impact), il est vrai que Jupiter agit comme un bouclier, il semble effectivement d'augmenter la vitesse à laquelle les astéroïdes et les comètes à courte période sont jetés vers notre planète. Jupiter était absent, il semble probable que la Terre serait en fait l'expérience de beaucoup moins les impacts d'objets potentiellement dangereux. Par extension, il devient clair que la présence de planètes comme Jupiter est plus nécessaire comme un pré-requis pour l'habitabilité planétaire - en effet, nos premières recherches pour la vie au-delà du système solaire pourraient être mieux dirigés vers des systèmes où une telle planète a formé, étant donné que dans ces systèmes, moins de matériau est dirigé à l'impact sur ​​les planètes potentiellement habitées.

Le rôle de Jupiter dans l'histoire des débuts du système solaire est un peu mieux établi, et la source de beaucoup moins de débat. Tôt dans l'histoire du système solaire, Jupiter est acceptée comme ayant joué un rôle important dans l'hydratation de notre planète: il a augmenté l'excentricité de l'orbite des ceinture d'astéroïdes et permis à de nombreux à traverser l'orbite de la Terre et de fournir la planète avec volatiles importants. Avant la Terre a atteint la moitié de sa masse actuelle, corps glacés de la région de Jupiter-Saturne et les petits corps de la ceinture d'astéroïdes primordiale fourni de l'eau à la Terre en raison de la diffusion gravitationnelle de Jupiter et, dans une moindre mesure, Saturn . Ainsi, tandis que les géantes gazeuses sont maintenant protecteurs utiles, ils étaient une fois les fournisseurs de matériel de l'habitabilité critique.

En revanche, les organismes taille de Jupiter qui orbite trop près de la zone habitable, mais pas en elle (comme dans 47 Ursae Majoris ), ou ont une orbite très elliptique qui traverse la zone habitable (comme 16 Cygni B ) il est très difficile pour un planète Earthlike indépendante d'exister dans le système. Voir la discussion d'une zone habitable stable ci-dessus. Toutefois, pendant le processus de migration dans une zone habitable, une planète Jupiter-taille peut capturer une planète terrestre comme une lune. Même si une telle planète est d'abord liée de façon lâche et suivant une orbite fortement inclinée, interactions gravitationnelles avec l'étoile peut stabiliser la nouvelle lune en une orbite proche circulaire qui est coplanaire avec l'orbite de la planète autour de l'étoile.

L'impact de la vie sur l'habitabilité

Un supplément aux facteurs qui favorisent l'émergence de la vie est la notion que la vie elle-même, une fois formé, devient un facteur de l'habitabilité dans son propre droit. Un exemple important de la Terre était la production d'oxygène par les anciens cyanobactéries et, finalement, la photosynthèse des plantes, conduisant à un changement radical dans la composition de l'atmosphère de la Terre. Cet oxygène prouverait fondamental à la respiration d'espèces animales plus tard. Le Gaia hypothèse, une classe de modèles scientifiques de la géo-biosphère lancé par Sir James Lovelock en 1975, fait valoir que la vie dans son ensemble favorise et maintient des conditions appropriées pour lui-même en aidant à créer un environnement planétaire adapté à sa continuité. De même, David Grinspoon a suggéré un "Worlds Salons hypothèse" dans laquelle notre compréhension de ce qui constitue l'habitabilité ne peut pas être séparée de la vie déjà existante sur une planète. Planètes qui sont géologiquement et météorologiquement vie sont beaucoup plus susceptibles d'être biologiquement vivant aussi bien et "une planète et sa durée de vie seront co-évoluer."