Indice de similarité avec la Terre

Pour les articles homonymes, voir IST et ESI.

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

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 1^er juin 2014, 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 juin 2014, Gliese 832 c devient la quatrième exoplanète confirmée dont l'ESI est supérieur à 0,80 (0,81).

Découverte le 6 janvier 2015, Kepler-438 b a un ESI de 0,88. Elle était, à ce moment, l’exoplanète avec l’ESI le plus haut.

Le 2 mai 2016, ce record est battu par TRAPPIST-1 d avec un ESI de 0,90^[5].

Calcul

Formule

La valeur de l'indice est obtenue par :

${\displaystyle \mathrm {ESI} ={\sqrt[{n}]{\prod _{i=1}^{n}\left(F_{x_{i}}\right)^{w_{i}}}}=\prod _{i=1}^{n}\left(1-\left|{\frac {x_{i}-x_{i_{0}}}{x_{i}+x_{i_{0}}}}\right|\right)^{\frac {w_{i}}{n}}}$,

où :

• ${\displaystyle x_{i}}$ est la valeur d'un paramètre (le rayon moyen, par exemple) pour l'objet céleste ;
• ${\displaystyle x_{i_{0}}}$ est la valeur de ce paramètre pour la Terre ;
• ${\displaystyle w_{i}}$ est la pondération de ce paramètre ;
• ${\displaystyle n}$ est le nombre de paramètres pris en considération.

Paramètres

Les paramètres et leur pondération (${\displaystyle w_{i}}$) sont les suivants :

Paramètre	${\displaystyle x_{i_{0}}}$	${\displaystyle w_{i}}$
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

À titre d'exemple, l'ESI de la planète Vénus a une valeur de 0,445 :

Paramètre	${\displaystyle w_{i}}$	Terre ${\displaystyle x_{i_{0}}}$	Vénus ${\displaystyle x_{i}}$	${\displaystyle F_{x_{i}}}$	${\displaystyle \left(F_{x_{i}}\right)^{w_{i}}}$
Rayon moyen	0,57	6 371 km	6 052 km	0,974	0,985
Densité	1,07	05,515 g/cm3	05,243 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

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

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

Articles connexes

• Habitabilité d'une planète
• Exobiologie

Notes et références

• (en) « Data Solar ESI » (consulté le 29 juillet 2014) [ESI pour 47 objets du Système solaire dont le rayon est supérieur à 100 km]
• (en) « Data Extrasolar ESI » (consulté le 29 juillet 2014) [ESI pour 258 exoplanètes]
• (en) « Data Kepler ESI » (consulté le 29 juillet 2014) [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, n^o 10,‎ 20 décembre 2011, 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, n^o 1,‎ 2014, p. 159-174 (DOI 10.3390/challe5010159, résumé, lire en ligne, consulté le 29 juillet 2014)

v · m Types de planètes
Géantes	Gazeuses Jupiter chaud Jupiter ultra-chaud Planète enflée Jupiter tiède Jupiter froid Planète d'hélium Super-Jupiter De glaces Super-Neptune Neptune chaud (désert des Neptune chauds) Neptune tiède Neptune froid Sous-Neptune Mini-Neptune Autres Planète chthonienne Planète super-enflée
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Selon le type d'étoile	Planète de pulsar Planète circumbinaire Objet libre de masse planétaire
Selon la position	Planète Boucles d'or Planète à période de révolution ultra-courte Planète extragalactique Planète intergalactique Planète double Planète naine
Habitabilité	Habitabilité d'une planète Zone habitable Planète super-habitable Indice d'habitabilité planétaire Indice de similarité avec la Terre
Classifications	Sudarsky (2000) Marchi (2007) Classes d'habitabilité (Lammer et al. 2009 et Forget 2013) Plávalová (2012)
Articles connexes	Étoile Naine brune Sous-naine brune Naine ultra-froide Protoplanète Planétésimal Mésoplanète

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