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FDLS2004 : Exoplanètes telluriques et forme de vie

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Si dès le début des années soixante-dix quelques scientifiques se sont intéressés à la problématique de la vie dans l'Univers, ce n'est qu'avec la découverte des premières planètes extrasolaires que l'on a sérieusement commencé à se pencher sur la probabilité de découvrir des mondes au-delà de notre Système Solaire abritant ou offrant les conditions propices à l'émergence d'une forme de vie, aussi insignifiantes soient-elles.

Aucune vie n'étant possible sur les étoiles, il était ainsi nécessaire de prouver que des planètes existent ailleurs dans l'Univers pour ne plus exclure d'emblée que des formes de vie ne puissent s'y être développées. La première fut détectée en octobre 1995 quand Michel Mayor et son équipe du Département d'Astronomie de l'Université de Genève ont découvert une planète évoluant autour de l'étoile 51 Pegasus.

Aujourd'hui, plus de 130 objets de ce type ont été recensés un peu partout dans la Galaxie. Toutefois, aucune de ces planètes n'évolue à l'intérieur d'un système planétaire similaire à notre Système Solaire, ce qui pose un autre problème. D'aucuns se demandent si nous ne sommes pas une singularité ! Autre inconvénient pour les scientifiques, les exoplanètes détectées ressemblent plus à des naines brunes qu'à des planètes à proprement parler et évoluent près de leur étoile. C'est-à-dire des objets similaires à Jupiter mais beaucoup plus massifs où toute forme de vie est impossible, du moins sous la forme que nous la concevons, car une surface solide est nécessaire pour qu'elle puisse se développer.

Mais les scientifiques supposent qu'autour de ces planètes tournent vraisemblablement un ou plusieurs satellites, et par analogie avec le Système Solaire, on peut penser que ces petites lunes sont susceptibles d'offrir des niches biologiques à la vie. L'exploration du Système Solaire a montré que des lunes sont susceptibles d'abriter ou d'avoir abrité la vie comme Europe ou favoriser l'émergence d'une chimie organique complexe à l'échelle planétaire comme sur Titan. Et n'oublions pas les objets ayant pu participer à la chimie prébiotique de la Terre primitive comme les comètes. Bref, l'on peut raisonnablement penser qu'il existe d'autres Terres ou d'autres Titan ailleurs que dans le Système Solaire.

Bien que nos possibilités de recherches en dehors du Système Solaire soient somme toutes assez limitées, les scientifiques visent deux objectifs. D'abord, détecter de petites planètes telluriques orbitant dans la zone d'habitabilité de leur étoile. Autour de chaque étoile, il existe théoriquement une zone où les conditions physiques (température en particulier) sont compatibles avec l'existence de vie, du moins telle que nous la connaissons. Ensuite, situer dans cette zone une ou des planètes dont la température soit suffisamment élevée pour que l'eau puisse exister à l'état liquide à leur surface, mais également suffisamment basse pour que la planète ne soit pas une fournaise. La position de cette zone d'habitabilité, ainsi que son extension, dépendent fortement des caractéristiques de l'étoile centrale (masse, température de surface, dimensions).

Pour cela l'Agence spatiale européenne la NASA et le CNES développent plusieurs missions aux concepts novateurs et audacieux pour découvrir des planètes telluriques dans un premier temps et, dans la mesure du possible tentent de déterminer si elles sont habitables, voire habitées.

Pour cela, il faudra rechercher les signatures spectrales de la vie. On essayera de caractériser la composition de son atmosphère par spectroscopie infrarouge en détectant des traces de CO2, ce qui doit révéler l'existence d'une atmosphère. Les autres éléments découverts renseigneront alors sur le niveau biologie de la planète en question. Ainsi la présence H2O et de O3 indique une habitabilité de type terrestre, de CH4 + O2 indiquerait un équilibre chimique, qui peut être un indice de présence de vie biologie.

Pourquoi il est important de s'investir dans la recherche des planètes extrasolaires

Bien que toute science et recherche ait ses détracteurs, il nous semble important de consacrer des moyens à la recherche d'autres planètes situées au-delà du Système Solaire. Cette science, qui fait partie de l'exobiologie représente de fait un pan nouveau pour l'astronomie du 21ème siècle et intéresse plusieurs disciplines telles que la planétologie, l'astrophysique stellaire et la physique de la matière dense.

La découverte en grand nombre de ces planètes va vraisemblablement nous faire prendre conscience que nous ne sommes pas une singularité dans l'Univers. Elle va surtout permettre aux scientifiques de mieux comprendre les processus de formation de ces objets à l'intérieur des disques de poussières et de gaz autour des étoiles récemment formées.

Notons que leur présence en abondance peut être une des explications de la matière noire, cette fameuse masse dont nous ignorons la nature, vraisemblablement différente de la matière ordinaire. Toutefois, ces planètes extrasolaires ne représenteraient au plus qu'un faible pourcentage de la masse manquante. Or, l'on sait que plus de 90 % de la masse totale de l'Univers est invisible mais aussi inconnue des astronomes. Elle serait constituée d'une matière invisible qui n'est perceptible que par son influence gravitationnelle sur la matière visible.

Parmi les autres objectifs, citons l'objectif exobiologique qui vise à découvrir si l'apparition de la vie est une fatalité lorsque les conditions de gravitation, température et humidité sont réunies, ou si c'est une exception.

Enfin, au-delà des aspects philosophiques et religieux, cette traque de planètes similaires à notre bonne vieille Terre enflamme notre imaginaire au car elle peut nous amener à répondre à cette question : Sommes seuls dans l'Univers ?

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