Sciences

Les exoplanètes : détection et possibilité de vie

Dossier - Exobiologie : quelle est l'origine de la vie dans l'univers ?
DossierClassé sous :Astronomie , exobiologie , astrobiologie

L'obsédante question de savoir si nous sommes seuls dans l'univers et si, d'une manière plus générale, la vie est universelle, n'a toujours pas reçu de réponse à ce jour. Alors quelle est donc l'origine de la vie dans l'univers ?

  
DossiersExobiologie : quelle est l'origine de la vie dans l'univers ?
 

Au-delà du Système solaire, la chasse aux planètes extrasolaires se pratique habituellement en mesurant la perturbation apportée à l'étoile par la planète.

Vue d'artiste de planètes. © Dmitri Gruzdev, Shutterstock

En septembre 1995, après un suivi systématique des vitesses d'une centaine d'étoiles à l'Observatoire de Haute-Provence, Michel Mayor et Didier Queloz découvrirent la présence d'un corps de la moitié de Jupiter en orbite autour de l'étoile 51 Pegase par la méthode dite des vitesses radiales (Mayor et Queloz, 1995). L'objet découvert est très proche de l'étoile et a une température de 1.500 °C. Depuis, la moisson a été prodigieuse et le catalogue compte près de 850 planètes extrasolaires.

Les exoplanètes peuvent être détectées par la méthode des vitesses radiales ou la méthode des transits. On en a aujourd'hui détecté près de 850. © DR

Exoplanètes : la méthode des transits

Un petit nombre d'exoplanètes ont été mises en évidence à l'aide de la méthode dite des transits, qui consiste à détecter l'ombre d'une planète lorsqu'elle passe devant son étoile et provoque une miniéclipse. On mesure alors la faible occultation passagère de l'étoile provoquée par le passage de la planète.

Les télescopes comme Spitzer peuvent détecter des exoplanètes. © DR

La mission française Corot a précisément pour objectif de détecter des planètes extrasolaires selon cette méthode.

La mission Corot a été lancée en 2006. © DR

La variation de luminosité sera directement donnée par le rapport entre la surface apparente de la planète et celle de l'étoile, soit environ 0,01 % pour une planète de la taille de la Terre autour d'une étoile comme le Soleil.

On peut détecter des exoplanètes par la méthode des transits. © DR

En plus des exoplanètes géantes détectables par la méthode des perturbations décrite plus haut, Corot devrait donc détecter des planètes telluriques en orbite autour d'autres étoiles que notre Soleil. De plus Corot sera en mesure d'étudier la composition des atmosphères, et donc de détecter des planètes semblables à la Terre ou à Vénus.

La recherche de vie sur des exoplanètes

La recherche de la vie sur les planètes extrasolaires ne peut se faire que par l'analyse spectrale de ses manifestations, singularités dans l'atmosphère ou message électromagnétique « intelligent » émanant d'une civilisation avancée extraterrestreL'atmosphère terrestre renferme en permanence 21 % d'oxygène alors que les atmosphères des autres planètes du Système solaire n'en renferment que des traces.

L'oxygène dans  l'atmosphère terrestre est une singularité à deux titres : il est surabondant par rapport à la croûte terrestre et il devrait normalement disparaître par recombinaison avec les roches. Sa présence permanente est liée à l'existence d'une vie intense à la surface de la Terre et ne manquerait pas d'attirer l'attention de tout extraterrestre observant la Terre à la recherche de la vie. La présence de grandes quantités d'oxygène atmosphérique va être révélée par la raie caractéristique de l'oxygène à 760 nm à l'aide d'un spectrophotomètre dans la spectre visible de la planète. Pour des raisons pratiques, il est plus facile de rechercher la signature de l'ozone O3, dans le spectre infrarouge à 9,6 μm. Dans l'hypothèse, extrêmement séduisante, où de l'oxygène atmosphérique extraterrestre serait mis en évidence, les sceptiques ne manqueraient pas de faire remarquer que l'oxygène peut être produit par des mécanismes chimiques non biologiques. Quoi qu'il en soit, la présence simultanée d'ozone (donc d'oxygène), de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone apparaît aujourd'hui comme une signature probante d'une vie planétaire exploitant largement la photosynthèseDeux projets actuellement à l'étude, portent sur la recherche  d'exoplanètes de type terrestre. Le projet américain TPF (Terrestrial Planet Finder) et le projet européen Darwin/Irsi (Infrared Space Interferometer).

Les télescopes spatiaux d'Irsi tenteront de détecter une activité biologique dans des atmosphères planétaires. © DR

Ce dernier consiste à placer une flotille de six télescopes spatiaux qui seront couplés dans l'espace pour analyser les atmosphères planétaires par interférométrie et y rechercher des singularités dues à une activité biologique.

Le programme Seti

Enfin, la détection par radioastronomie d'un signal électromagnétique « intelligent » (programme SetiSearch for Extraterrestrial Intelligences), signal provenant d'une civilisation extraterrestre ayant atteint un niveau suffisant de développement technologique, apporterait la preuve indéniable de l'existence d'une vie extraterrestre. Le programme d'étude mérite d'être soutenu même si, a priori, la probabilité pour qu'une vie bactérienne extrasolaire évolue vers des systèmes vivants exploitant l'électromagnétisme ou la lumière laser soit extrêmement faible.

Fin décembre 2016, la moisson des télescopes spatiaux Corot et surtout Kepler élevait à 3.557 planètes extrasolaires, 44 d'entre elles étant considérées comme habitables. En août 2016, les astronomes ont annoncé la détection d'une planète gravitant autour de Proxima  du Centaure, l'étoile la plus proche de nous, distante seulement de 4,2 années-lumière. Sa masse est environ 1,3 fois celle de la Terre et sa période de 11,2 jours.