Quelques uns des organismes primitifs terriens et plus tard les végétaux ont pu pratiquer la photosynthèse grâce à la lumière du Soleil, de l'eau, au dioxyde de carbone environnant et aux sels minéraux. Elle se traduit par l'équation bilan suivante :  

 

 

 

 

 

Une source de lumière est indispensable. Pour réaliser cette condition, la planète doit se situer à une distance optimale par rapport à l'étoile autour de laquelle elle gravite.

Étant donné l'énergie dégagée par l'étoile, la planète ne doit pas être trop près puisqu'elle recevrait beaucoup trop d'énergie, ce qui rendrait sa température de surface inhabitable. À l'inverse, elle ne doit pas non plus être située trop loin puisqu'elle ne recevrait pas assez d'énergie et sa température serait ainsi trop froide. On appelle zone habitable la région autour d'une étoile où les conditions de température sont idéales pour permettre à une planète de disposer d'eau liquide en surface. La taille et la distance de la zone habitable varient en fonction du diamètre et de la puissance de l'étoile concernée.

 

 

Intéressons-nous au système solaire :

La zone d'habitabilité du système solaire peut être définie par cette animation.

Avec cette animation il est possible de déplacer avec la souris la planète X et de déterminer la distance (radius) en UA, d'une planète possèdant la température la plus faible où on rencontre la vie sur Terre et la température la plus forte.

Ainsi il est possible de définir la zone d'habitabilité dans le système solaire comprise entre 0,5 UA et 1 UA environ et de placer cette zone sur le document ci-dessous.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Graphique représentant la place de la zone habitable et de sa distance à l'étoile en fonction de son type.

 

 

En conclusion, la zone d'habitabilité (dans le système solaire) est centrée sur la Terre et ses limites sont proches de Vénus et de Mars.

 

On peut calculer la position de la zone d'habitabilité pour chaque étoile grâce à l'équation suivante (qui en fait permet de calculer le rayon circumstellaire (ou écosphère) d'une sphère théorique entourant une étoile et où la température à la surface des planètes y orbitant permettrait la présence de la vie) :
 

 

                                                      (en UA)

 

 

 

Au cours de leur évolution, les étoiles deviennent plus brillantes et plus chaudes. La zone d'habitabilité s'éloigne logiquement de l'étoile ; certaines planètes quittent ainsi cette zone. Une planète a d'autant plus de chance de développer la vie qu'elle restera longtemps dans la zone d'habitabilité.

En fonction de la distance à l'étoile, il n'y a qu'une faible zone où la température en surface permet à l'eau liquide d'exister.