Les astronomes et les scientifiques planétaires pensaient qu'ils savaient comment trouver des preuves de vie sur des planètes au-delà de notre système solaire. Mais, une nouvelle étude indique que les lunes des planètes extrasolaires peuvent produire des «faux positifs» ajoutant un élément d'incertitude gênant à la recherche.
Jusqu'à présent, plus de 1 800 exoplanètes ont été confirmées, et le nombre augmente rapidement. Environ 20 d'entre eux sont considérés comme potentiellement habitables. En effet, ils ne sont que légèrement plus massifs que la Terre et tournent autour de leurs étoiles parentes à des distances qui pourraient permettre à l'eau liquide d'exister.
Les astronomes espèrent bientôt pouvoir déterminer la composition des atmosphères de ces mondes extraterrestres prometteurs. Ils peuvent le faire en analysant le spectre de lumière absorbé par eux. Pour les mondes semblables à la Terre entourant de petites étoiles, cet exploit difficile peut être accompli à l'aide du télescope spatial James Webb de la NASA, dont le lancement est prévu en 2018.
Ils pensaient savoir comment rechercher la signature de la vie. Il y a certains gaz qui ne devraient pas exister ensemble dans une atmosphère en équilibre chimique. L'atmosphère terrestre contient beaucoup d'oxygène et des traces de méthane. L'oxygène ne devrait pas exister dans une atmosphère stable. Comme toute personne ayant des taches de rouille sur sa voiture le sait, elle a une forte tendance à se combiner chimiquement avec de nombreuses autres substances. Le méthane ne devrait pas exister en présence d'oxygène. Une fois mélangés, les deux gaz réagissent rapidement pour former du dioxyde de carbone et de l'eau. Sans processus pour le remplacer, le méthane aurait disparu de notre air dans une décennie.
Sur Terre, l'oxygène et le méthane restent présents ensemble car l'approvisionnement est constamment réapprovisionné par les êtres vivants. Les bactéries et les plantes récoltent l'énergie de la lumière solaire lors du processus de photosynthèse. Dans le cadre de ce processus, les molécules d'eau sont transformées en hydrogène et en oxygène, libérant de l'oxygène libre comme déchet. Environ la moitié du méthane dans l'atmosphère terrestre provient de bactéries. Le reste provient des activités humaines, notamment la culture du riz, la combustion de la biomasse et les flatulences produites par les vastes troupeaux de vaches et autres ruminants entretenus par notre espèce.
En soi, trouver du méthane dans l'atmosphère d'une planète n'est pas surprenant. De nombreux processus purement chimiques peuvent le rendre, et il est abondant dans les atmosphères des planètes géantes gazeuses Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, et sur la grande lune de Saturne Titan. Bien que l'oxygène seul soit parfois présenté comme un biomarqueur possible; sa présence, en soi, n'est pas non plus une preuve solide de la vie. Il existe des processus purement chimiques qui pourraient arriver sur une planète extraterrestre, et nous ne savons pas encore comment les exclure. Cependant, trouver ces deux gaz ensemble semble aussi proche que possible de la preuve du «pistolet fumant» pour les activités de la vie.
Une clé de singe a été jetée dans tout cet argument par une équipe internationale d'enquêteurs dirigée par le Dr Hanno Rein du Département des sciences environnementales et physiques de l'Université de Toronto au Canada. Leurs résultats ont été publiés dans l'édition de mai 2014 du Actes de la National Academy of Sciences USA.
Supposons, ont-ils avancé, que l'oxygène soit présent dans l'atmosphère d'une planète et que le méthane soit présent séparément dans l'atmosphère d'une lune en orbite autour de la planète. L'équipe a utilisé un modèle mathématique pour prédire le spectre lumineux qui pourrait être mesuré par un télescope spatial près de la Terre pour des paires planète-lune plausibles. Ils ont constaté que les spectres résultants imitaient étroitement celui d'un seul objet dont l'atmosphère contenait les deux gaz.
À moins que la planète n'orbite autour d'une des étoiles les plus proches, ils ont montré qu'il n'était pas possible de distinguer une paire planète-lune d'un seul objet en utilisant une technologie qui sera bientôt disponible. L'équipe a qualifié leurs résultats de «gênants, mais inévitables… Il sera possible d'obtenir des indices suggestifs indiquant une habitation possible, mais exclure d'autres explications de ces indices sera probablement impossible dans un avenir prévisible.»
Références et lectures complémentaires:
The Habitable Exoplanets Catalog, Planetary Habitability Laboratory, University of Puerto Rico at Arecibo
Kaltenegger L., Selsis F., Fridlund M. et al. (2010) Déchiffrer les empreintes spectrales des exoplanètes habitables. Astrobiologie, 10 (1) p. 89-102.
Major J. (2013) Des exoplanètes semblables à la Terre sont tout autour de nous. Magazine de l'espace
Rein H., Fujii Y., et Spiegel D. S. (2014) Quelques vérités gênantes sur les biosignatures impliquant deux espèces chimiques sur des exoplanètes semblables à la Terre. Actes de l'Académie nationale des sciences, 111 (19) p. 6871-6875.
Sagan C., Thompson W. R., Carlson R., Gurnett, D., Hord, C. (1993) A la recherche de la vie sur Terre à partir du vaisseau spatial Galileo. Nature, 365 p. 715-721.
