Le meilleur espoir de trouver de la vie extraterrestre n’est pas d’écouter le ciel à la recherche de signaux radio, mais de détecter des biosignatures dans les atmosphères d’exoplanètes. Jusqu’à présent, on pensait cela impossible pour nos observatoires actuels. Cependant, une nouvelle étude suggère que le James Webb Telescope pourrait y parvenir. Voici comment.
Transits exoplanétaires
L’une des principales méthodes permettant la découverte d’exoplanètes est celle du transit. Elle consiste à observer les variations de luminosité d’une étoile. Concrètement, lorsqu’une planète passe devant son étoile hôte depuis notre point de vue sur Terre, elle bloque alors une petite partie de sa lumière, ce qui crée une légère diminution temporaire de sa luminosité. En observant les étoiles au fil du temps, nous pouvons trouver un schéma régulier de baisses de luminosité, indiquant la présence d’une planète.
Si la planète en question possède une atmosphère, alors une infime quantité de lumière la traversera avant de nous parvenir. Selon la composition chimique de cette atmosphère, certaines longueurs d’onde seront par ailleurs absorbées, formant des spectres d’absorption dans les spectres de la lumière des étoiles. En analysant ces spectres, les astronomes sont ensuite capables de déterminer la composition de ces atmosphères.
Une prouesse technique
La mise en pratique de cette méthode est incroyablement compliquée. En effet, les étoiles n’émettent pas de lumière à un rythme constant. Des tempêtes stellaires peuvent par exemple modifier la luminosité au fil du temps. Par ailleurs, le passage d’une planète devant son étoile n’entraîne qu’une infime baisse de luminosité (moins de 1%). Aussi, la quantité de lumière stellaire traversant l’atmosphère d’une exoplanète est encore plus minuscule. Les astronomes ont donc besoin de plusieurs transits avec des observations extrêmement détaillées pour détecter et analyser les spectres atmosphériques.
De telles détections ont déjà été faites, mais seulement avec de grandes planètes gazeuses dotées d’atmosphères très épaisses. À ce jour, nous n’avons en revanche jamais pu analyser la composition de l’atmosphère d’une planète semblable à la Terre. A priori, nos télescopes actuels ne sont pas assez puissants et sensibles pour le faire, ce qui nous ramène à cette étude.
Dans un article publié récemment sur arXiv, des chercheurs suggèrent en effet que le James Webb Telescope pourrait être capable de détecter certaines biosignatures chimiques en fonction de leur abondance dans l’atmosphère.
Un bon début
Dans le cadre de ces travaux, les chercheurs ont simulé les conditions atmosphériques de cinq grands types de planètes : un monde océanique, un monde volcaniquement actif, une planète rocheuse bombardée par des météorites, une super-Terre et un monde semblable à la Terre lorsque la vie est apparue. Ils ont supposé que toutes ces planètes avaient une pression de surface inférieure à cinq atmosphères terrestres, puis ils ont calculé les spectres d’absorption pour plusieurs molécules produites organiquement. Ces dernières incluaient le méthane, l’ammoniac et le monoxyde de carbone.
Les chercheurs ont alors découvert qu’avec une atmosphère raisonnablement épaisse, les instruments du James Webb Telescope pouvaient confirmer la présence de ces molécules après une dizaine de transits. Selon les auteurs de ces travaux, l’idéal serait donc de se concentrer sur les étoiles naines rouges. Dans ces systèmes, les planètes potentiellement habitables évoluent en effet très près de leur étoile, ces dernières étant plus froides que le Soleil. De ce fait, elles complètent un tour plus rapidement. Nous pourrions ainsi examiner plusieurs transits en un laps de temps relativement court.
Évidemment, nous savons que des molécules comme le méthane, l’ammoniac et le monoxyde de carbone peuvent également être produites par des processus non biologiques. Ainsi, les observations du James Webb Telescope pourraient ne pas suffire à confirmer l’existence de la vie. Cependant, ces travaux montrent que nous sommes très proches de cette capacité.
