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Une comète artificielle produit des éléments fondamentaux de la vie

Les premières molécules de la vie peuvent-elles apparaître sur une comète ? Et si l’on en construisait une pour le savoir ? Deux équipes françaises viennent de réaliser cet exploit. Sous certaines conditions réalistes, elles ont pu obtenir en quelques jours des molécules qui constituaient la matière génétique primitive : des « acides diaminés ». Ces travaux appuient une nouvelle fois l’hypothèse d’une origine extraterrestre de la vie sur Terre.

La cosmochimie complexe et riche des molécules interstellaires. © Esa La cosmochimie complexe et riche des molécules interstellaires. © Esa

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La grande mission spatiale européenne Rosetta a pour objectif de faire atterrir une sonde sur la comète Tchourioumov-Guerassimenko en 2015. Celle-ci sera alors chargée d’étudier la composition du noyau. Pour anticiper les résultats de Rosetta, les scientifiques ont fabriqué une comète artificielle, ou « glace interstellaire-cométaire simulée », afin d'analyser ses constituants.

Une équipe dirigée par Louis Le Sergeant d'Hendecourt s'est chargée de fabriquer une microcomète à l'Institut d'astrophysique spatiale (IAS ; CNRS/université Paris-Sud). Dans des conditions extrêmes semblables à celles de l'espace (-200 °C et sous vide), les chercheurs ont condensé, sur un morceau solide de fluorure de magnésium (MgF2), des composés existant dans le milieu interstellaire : des molécules d'eau (H2O), d'ammoniac (NH3) et de méthanol (CH3OH). Cela, en irradiant le tout avec un rayonnement ultraviolet. Au bout de dix jours, ils ont obtenu quelques précieux microgrammes (10-6 gramme) de matière organique artificielle.

Cette matière organique interstellaire simulée a été ensuite analysée à l'institut de Chimie de Nice (ICN ; université Nice Sophia Antipolis/CNRS) par l'équipe d'Uwe Meierhenrich et de Cornelia Meinert. Cela, avec une technologie très performante : un chromatographe multidimensionnel en phase gazeuse (un « GCxGC/TOF-MS »). Installé à Nice en 2008, cet appareil permet de détecter dix fois plus de molécules dans un échantillon qu'un chromatographe traditionnel dit « monodimensionnel ».

Ces travaux, et leurs résultats, viennent d'être publiés dans la version en ligne de la revue ChemPlusChem

Chromatogramme de la glace cométaire réalisé avec le chromatographe multidimensionnel en phase gazeuse. Chaque pic correspond à un acide aminé. Plus le pic est haut, plus la quantité d'acides aminés est importante. © Cornelia Meinert et al. 2012, ChemPlusChem 
Chromatogramme de la glace cométaire réalisé avec le chromatographe multidimensionnel en phase gazeuse. Chaque pic correspond à un acide aminé. Plus le pic est haut, plus la quantité d'acides aminés est importante. © Cornelia Meinert et al. 2012, ChemPlusChem 

Les acides aminés auraient une origine extraterrestre

Grâce à cette technologie, les chimistes ont pu identifier vingt-six acides aminés dans la comète artificielle, là où les précédentes expériences internationales en avaient trouvé seulement trois. Plus important, ils ont aussi découvert ce que personne n'avait observé avant eux : six acides diaminés, dont surtout la N-(2-aminoéthyl)glycine. Un résultat révolutionnaire, car ce dernier composé pourrait être un des constituants majeurs de l'ancêtre de l'ADN terrestre : la molécule d'acide peptidique nucléique (APN).

Primordiaux, ces résultats indiquent que les premières structures moléculaires de la vie auraient pu se former dans le milieu interstellaire et cométaire, avant d'atterrir sur la Terre primitive lors de la chute de météorites et de comètes.

Étape suivante : déterminer les conditions de pression, de température, de pH, etc., dans lesquelles la N-(2-aminoéthyl)glycine a pu ensuite former de l'APN. Pour mener à bien ce nouveau projet, les chercheurs ont déjà commencé à constituer une collaboration avec deux grandes équipes, l'une américaine et l'autre anglaise.


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