La détection de la vie sur des exoterres risque d'être difficile !

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Par Laurent Sacco, Futura-Sciences

Pour savoir si la vie existe ailleurs dans la Galaxie, la détection d’exoterres n’est qu’un premier pas. Une fois ces petites planètes telluriques détectées, il faudra en effet trouver des biosignatures dans la composition chimique de leur atmosphère. Le James Webb Space Telescope pourrait théoriquement y parvenir avant la mission Darwin. Mais un groupe de bioastronomes vient de refroidir l’enthousiasme des exobiologistes.

Nous savons désormais que ni les molécules organiques ni les planètes ne sont rares dans la Galaxie et il devient sans cesse plus vraisemblable que l’apparition de la vie soit un phénomène universel très répandu dans le cosmos, ce qui ne vaut pas dire que celle de l’intelligence le soit à l’échelle des galaxies. Si l’on en croit le paradoxe de Fermi, nous pourrions fort bien être la seule et unique forme de vie intelligente dans la Voie lactée.

Il est très difficile répondre à cette question, même avec le programme Seti ou les tentatives de détection de sphères de Dyson. Toutefois, l'observation de la présence de formes de vie sur des exoterres proches de notre système solaire semble un objectif réalisable au cours de ce siècle. Devant les étonnantes réussites des astronomes, par exemple les images de Fomalhaut B, on a de bonnes raisons d’être optimiste.

Remarquablement, les télescopes Spitzer et Hubble nous ont déjà permis de réaliser des analyses partielles des atmosphères de certaines exoplanètes. Mais il s’agissait de « jupiters chauds », pas du tout des endroits adéquats pour la vie.

Malgré tout, la Nasa et l’Esa développent actuellement des projets qui, au cours des prochaines décennies, devraient permettre de détecter des molécules d’oxygène, d’ozone, de méthane, et peut-être même de la chlorophylle, à la surface des exoterres que les missions Corot et Kepler vont découvrir dans les cinq ans à venir.

Le projet Terrestrial Planet Finder de la Nasa est gelé pour une durée illimitée mais l’Esa continue à travailler sur le projet Darwin en collaboration avec des chercheurs américains. Si tout va bien, celui–ci devrait être lancé vers 2015-2020.

Certains se sont demandés si le James Webb Space Telescope (JWST), qui devrait être lancé en 2013, ne pourrait pas déjà nous permettre de trancher la question de l’apparition de la vie dans la Galaxie. Comme pour le cas de Spitzer et Hubble, ce serait à l'occasion d’un transit planétaire que l’on pourrait analyser la composition de l’atmosphère d’une exoterre. En soi ce n’est déjà pas facile car la luminosité d’une étoile dans le domaine visible est un milliard de fois supérieure à celle d’une exoterre dans sa zone habitable. Toutefois, en observant dans le domaine infrarouge on tombe à un million, ce qui est déjà mieux.

Un système planétaire où une exoterre tourne autour d'une naine rouge de type M comme Gliese 581. Cliquer sur l'image pour l'agrandir. Crédit : Eso

Le vrai problème est qu’un transit planétaire ne dure que quelques heures. Or, face à une exoterre située à une vingtaine d’années-lumière, il faudrait au JWST une centaine d’heures d’observations pour accumuler un nombre de photons suffisamment important pour obtenir un rapport signal/bruit élevé, à même de révéler une biosignature. C’est en effet la conclusion à laquelle sont arrivés Lisa Kaltenegger et Wesley Traub, qu'ils explicitent dans une publication récente.

Dans le cas d’une exoterre orbitant dans la zone d’habitabilité autour d’une étoile G de type solaire, la durée du transit serait d’environ 10 heures. Mais, comme celui-ci ne se répète que tous les ans en moyenne, on comprend immédiatement qu’au moins une décennie sont nécessaires avant de pouvoir affirmer que la vie existe sur ce type de planète !

On peut arriver à une conclusion légèrement plus optimiste avec les naines rouges qui, dans la Galaxie, sont plus fréquentes que les étoiles de type G. Dans le cas de tels systèmes planétaires, la durée du transit n'est que d’une heure mais celui-ci se répète tous les dix jours environ. Moins de trois ans seraient alors nécessaires pour détecter une activité biologique à l'aide du JWST dans la banlieue proche du système solaire. L’étoile Gliese 581 est précisément une naine rouge avec des exoplanète intéressantes. Alors avec un peu de chance…

Dans le cas le plus favorable, on peut s'intéresser à Alpha du Centaure autour de laquelle des exoterres se sont peut-être formées, si l'on en croit des simulations sur ordinateur. Cette étoile étant très proche (4,36 années-lumière), quelques heures de transits suffiraient.

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