De quoi aurons-nous besoin pour certifier la présence d’une vie extraterrestre ?

C’est grâce à l’étude de notre propre atmosphère que nous sommes en mesure de retracer l’histoire de de la Terre. Une nouvelle génération de télescopes nous permettra bientôt d’observer et d’étudier les celles de mondes lointains. Alors au cours de ces futures recherches, pourrons-nous déterminer si la vie est présente sur des planètes extrasolaires ?  

Sur Terre, suffit-il de détecter l’ozone dans l’atmosphère – ou le méthane, ou même la pollution générée ici bas – pour dire avec certitude : il y a de la vie là-bas ? Comme vous le pensez non, c’est plus compliqué que cela. Les astrobiologistes ont en effet du mal à définir une biosignature unique qui pourrait permettre cette certitude, et ce parce que les processus naturels sont parfois trompeurs. Quelles sont en revanche certaines biosignatures potentielles ? Et pourquoi sont-elles problématiques ?

Commençons par Mars, qui reste proche de notre planète. Depuis près de deux décennies, les astronomes ont détecté de gros nuages ​​de méthane dans son atmosphère. Ici sur Terre, le méthane provient de créatures vivantes, comme les bactéries et les animaux tels que les vaches. En outre, le méthane est facilement dégradé par la lumière du Soleil, ce qui signifie que sur Mars il ne s’agit pas de restes de méthane datant de milliards d’années. Un processus est donc en train de le réapprovisionner constamment, et il semblerait que ce soit les volcans. Le méthane peut en effet se former naturellement dans les volcans, lorsque les roches interagissent avec l’eau chauffée.

Certains télescopes peuvent déjà mesurer les atmosphères de planètes en orbite autour d’autres étoiles. Pour ce faire, ils tentent de déceler la présence de produits chimiques et d’en mesurer les niveaux au moment où la planète passe devant son étoile. Après étude des données répertoriées, des chercheurs ont récemment été surpris de trouver de la vapeur d’eau dans l’atmosphère de HAT-P-26b. Il s’agit d’un petit monde de la taille de Neptune, en orbite autour d’une étoile proche. Cela signifie-t-il pour autant qu’il y a de la vie ? Après tout, partout où nous trouvons de l’eau sur Terre, nous trouvons la vie. Mais dans ce cas il s’avère que non, car si l’eau abonde dans l’Univers, elle n’est pas nécessairement synonyme de vie.

Dans le but de détecter et d’étudier plus précisément la composition atmosphérique de beaucoup plus de planètes, le télescope spatial James Webb de la NASA sera lancé en 2019. Sa résolution est en effet sensiblement plus élevée et les données récoltées seront de qualité supérieure. L’une des premières cibles du télescope sera le système TRAPPIST-1, avec sa demi-douzaine de planètes en orbite dans la zone habitable. Le télescope devrait alors être capable de détecter l’ozone, le méthane et d’autres biosignatures potentielles de la vie. Mais si ces marqueurs ne peuvent indiquer avec certitude la présence de vie sur ces mondes, alors que faudrait-il déceler pour savoir à coup sûr qu’il y a de la vie là-bas ?

L’astrobiologiste John Lee Grenfell, du Centre aérospatial allemand, a récemment créé un rapport passant en revue toutes les biosignatures exoplanétaires qui pourraient être disponibles. Ce dernier a examiné chacune d’elles pour voir si elles étaient susceptibles d’indiquer la vie sur un autre monde. La première cible sera l’oxygène moléculaire, ou O2 – ce que vous respirez en ce moment. Il est produit ici sur Terre par la photosynthèse. Mais si un monde est battu par son étoile et perd de l’atmosphère, alors l’hydrogène sera expulsé dans l’espace, même si l’oxygène moléculaire restera. En d’autres termes, vous ne serez jamais sûr de rien.

Alors qu’en est-il de l’ozone, à savoir O3 ? L’O2 est converti en O3 par un processus chimique dans l’atmosphère. L’ozone semble être un bon candidat, mais le problème est qu’il existe des processus naturels qui peuvent aussi en produire. Il y a une couche d’ozone sur Vénus, sur Mars, et il en a même été détecté autour de lunes glacées dans le système solaire. Encore une fois, pas évident d’être sûr pour les astronomes.

Également connu sous le nom de gaz hilarant, nous trouvons aussi l’oxyde nitreux. Il est produit par les bactéries dans le sol et contribue au cycle de l’azote de la Terre. La bonne nouvelle ici, c’est que la Terre semble être le seul monde dans le système solaire qui présente de l’oxyde nitreux dans son atmosphère. Mais les scientifiques ont également développé des modèles sur la façon dont ce produit chimique pourrait avoir été généré dans les débuts de l’histoire de la Terre, lorsque son océan riche en soufre interagissait avec l’azote sur la planète. Au final, Vénus et Mars auraient pu suivre un cycle similaire. En d’autres termes, déceler la présence d’oxyde nitreux pourrait effectivement être synonyme de vie, ou simplement représenter le fait qu’il s’agisse d’une jeune planète.

Ensuite il y a le méthane, également synonyme de vie sur Terre. Mais comme mentionné précédemment, il y en a aussi sur Mars, et il y a des océans liquides de méthane sur Titan. Pour l’heure, rien ne nous permet de penser que la vie microbienne prospère ou a prospéré sur ces deux mondes. Qu’en est-il des polluants éventuellement émis par les civilisations avancées ? Ces « technosignatures » pourraient par exemple inclure les chlorofluorocarbones. Mais encore une fois, ces produits chimiques seraient difficiles à détecter à des années-lumière de distance.

Vous l’aurez compris, il semblerait que nous n’aurons aucune certitude avec les prochains instruments à disposition. D’autre part, les astronomes seront forcément en désaccord les uns avec les autres. Et faute d’apparition soudaine d’une civilisation extraterrestre, ou faute d’une détection directement sur place, ici dans notre propre système, il nous faudra développer de nouvelles techniques et de nouveaux instruments pour répondre à cette question non résolue : sommes-nous seuls dans l’Univers ?

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