Avec un catalogue de couleurs basé sur les microbes de la Terre, les astronomes peuvent commencer à déchiffrer la teinte de la vie sur des exoplanètes lointaines et gelées, comme le montre ce rendu artistique. © Jack Madden
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Les couleurs des exoplanètes glacées pourraient trahir des formes de vie

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[EN VIDÉO] À la recherche de traces de vie sur Encelade  Cette lune de Saturne abrite des océans souterrains permettant une possible forme de vie. 

Si des formes de vie microbiennes proches de celles connues sur Terre existent à la surface de certaines exoplanètes glacées, elles pourraient les colorer massivement. En partant de cette hypothèse, un groupe d'exobiologistes s'est inspiré de données collectées près de l'Arctique pour définir de potentielles biosignatures.

La détermination de biosignatures fiables qui permettraient au moins de penser qu'une exoplanète héberge très probablement des formes de vie voisines de celles que l'on connaît sur Terre n'a rien d'évident. Prenons, par exemple, le cas de la présence de grandes quantités d'oxygène dans l'atmosphère d'une exoplanète rocheuse de la taille de notre Planète bleue. Faut-il en conclure qu'elle est peuplée d'organismes photosynthétiques producteurs d'oxygène comme les cyanobactéries que l'on peut trouver sur Terre et qui construisent les stromatolithes de Hamelin Pool en Australie ?

Malheureusement non, car on sait qu'une photodissociation importante de molécules d'eau pourrait produire une telle atmosphère qui correspondrait en fait à une exoplanète où l'eau liquide aurait largement disparu, comme l'expliquait à Futura l'astrophysicien Franck Selsis qui incite à être très prudent avec la notion de biosignature. Les exobiologistes savent donc qu'il faudra probablement des décennies d'études observationnelles et de modélisations des atmosphères de nombreuses exoplanètes, par exemple grâce au télescope James-Webb, avant de pouvoir, peut-être, avoir une confiance modérée dans la pertinence de certaines biosignatures potentiellement encore à découvrir (il s'agira probablement de la combinaison de la détection de plusieurs molécules).

Une série de cours grand public sur l'exobiologie débute par cette vidéo. Sommes-nous seuls dans l’Univers ? Vous vous êtes peut-être déjà posé la question... On peut trouver des réponses dans les films, la littérature ou les bandes dessinées de science-fiction et notre imaginaire est peuplé de créatures extraterrestres ! Mais que dit la science à ce sujet ? Le site AstrobioEducation vous propose de partir à la découverte de l’exobiologie, une science interdisciplinaire qui a pour objet l’étude de l’origine de la vie et sa recherche ailleurs dans l’Univers. À travers un parcours pédagogique divisé en 12 étapes, des chercheurs et chercheuses de différentes disciplines vous aideront à comprendre comment la science s’emploie à répondre aux fascinantes questions des origines de la vie et de sa recherche ailleurs que sur la Terre. © Société Française d'Exobiologie

Les leçons de l'Arctique et de l'Antarctique pour l'exobiologie

Mais rien n'interdit d'explorer et de proposer dès maintenant des biosignatures possibles tout en gardant à l'esprit qu'elles sont très critiquables et que leurs détections dans un avenir proche devraient tout de même être combinées avec un scepticisme sain. C'est dans cet état d'esprit critique qu'il faut donc prendre un article publié dans la revue Astrobiologyet que l'on doit à une équipe internationale comprenant des chercheurs de l'Instituto Superior de Agronomia et Técnico du Portugal, de l'Université Laval du Canada à Québec et de l'Université Cornell aux États-Unis.

On peut penser tout de même que les biosignatures proposées dans cet article pourraient être rapidement testées dans les deux décennies à venir avec des missions d'exploration de Mars et des lunes glacées de Jupiter et Saturne, Europe et Encelade. En effet, les chercheurs se sont inspirés des couleurs que peuvent prendre des colonies de micro-organismes que l'on peut étudier dans les conditions subarctiques de la baie d'Hudson, au Canada.

En fait, cela fait des décennies que l'on s'inspire de l'étude de formes de vie dans les glaces et les roches des environnements de l'Arctique et de l'Antarctique pour définir des stratégies afin de détecter de la vie sur Mars. L'article aujourd'hui publié, et qui aurait sans doute attiré l'attention du grand exobiologiste Carl Sagan, ne fait donc que transposer d'une certaine façon cette stratégie aux exoplanètes glacées.

« Per Aspera Ad Astra - La mission Mars 160 », ce film de sept minutes a été produit par la Mars Society pour présenter de près les deux programmes de longue durée de simulation de la surface de Mars de l'organisation - La Mars Desert Research Station (MDRS) dans le sud de l'Utah et la Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) dans le nord du Canada. Le film tourne autour de la mission jumelle Mars 160 récemment achevée, qui a eu lieu initialement au MDRS en 2016 et plus tard au FMARS en 2017. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © The Mars Society

Un catalogue de couleurs pour 80 micro-organismes

« Sur Terre, les couleurs biologiques vibrantes de l'Arctique représentent des signatures de vie dans de petites niches gelées », explique ainsi l'autrice principale de l'article publié dans Astrobiology, Lígia F. Coelho, doctorante qui a cultivé et étudié des micro-organismes dans des conditions subarctiques de ce biote à l'Institut Carl Sagan de Cornell (CSI).

La chercheuse ajoute aussi dans un communiqué de l'Université Cornell que : « Les couleurs des organismes pourraient dominer toute la surface des mondes glacés. Les exoplanètes gelées ne sont pas des causes perdues. Avec les télescopes à venir, vous pourriez trouver les signes révélateurs de microbes - si vous savez quoi chercher. »

Avec ses collègues, elle a donc créé un catalogue de signatures colorées produites par un échantillonnage de 80 micro-organismes dans la glace et l'eau à Kuujjuarapik, au Québec, mais aussi à l'embouchure de la rivière Great Whale.

« Avoir les bons outils pour détecter les formes de vie sur les mondes glacés est fondamental », explique Zita Martins Martins, directrice du laboratoire d'astrobiologie de l'Instituto Superior de Agronomia et Técnico qui a eu l'idée de cette recherche avec Lisa Kaltenegger, directrice du CSI, qui précise que cette « étude montre que les biosignatures sont plus intenses dans des environnements plus secs, ce qui suggère que des endroits plus secs que la Terre et contenant des formes de vie microbiennes pourraient représenter de bonnes cibles pour les futures missions spatiales ».

Les mesures pour savoir comment ces microbes se présenteraient à nos télescopes ont été faites dans le laboratoire de William Philpot, professeur à l'École de génie civil et environnemental à Cornell.

Une autre vidéo extraite d'une série de cours grand public sur l'exobiologie. La zone habitable d'une étoile ! Que se cache-t-il derrière cette notion ? Quelles approximations, simplifications utiles pour guider notre recherche de la vie ailleurs ? Quelques explications par l'astrophysicien Franck Selsis en neuf minutes ! © Société Française d'Exobiologie

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