Favia-sp est un corail dur à croissance lente vivant en colonie. © Guillaume Holzer, Coral Guardian - Tous droits réservés, reproduction interdite

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Exoplanètes : certaines étoiles pousseraient la vie à émettre de la lumière

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Sur Terre, certains coraux sont fluorescents probablement pour se protéger d'un rayonnement ultraviolet trop important. Des formes de vie pourraient faire de même dans des océans extraterrestres éclairés par des naines rouges colériques. On pourrait détecter ces océans fluorescents dans un avenir proche.

La perspective d'être visité par une sonde extraterrestre, selon un scénario similaire à un des ouvrages d'Arthur Clarke, le mythique Rendez-vous avec Rama ou le tout aussi mythique Les fontaines du Paradis, a fait rêver avec la découverte de l'astéroïde 'Oumuamua. Mais, à ce jour, les tentatives pour détecter des technosignatures de civilisations extraterrestres - ce qui serait sans aucun doute le plus sûr moyen d'établir que la Vie est apparue ailleurs dans la Voie lactée - restent sans succès, malgré l'impulsion importante donnée récemment pour le programme Seti par Yuri Milner.

En attendant, les astrophysiciens se préparent à chasser des biosignatures avec la prochaine génération de télescopes en orbite, en particulier avec le James-Webb et Ariel. Toutefois, il faut garder à l'esprit que la notion même de biosignature n'a rien d'évident, comme l'avait expliqué à Futura l'astrophysicien Franck Selsis à l'occasion de la découverte des exoplanètes de Trappist 1. Ainsi, il est possible d'avoir une exoplanète avec une atmosphère riche en oxygène mais celle-ci serait le produit non d'un équivalent de la photosynthèse, mais de la photodissociation des molécules d'eau d'océans disparus par un intense rayonnement ultraviolet, lui-même délétère pour la Vie telle que nous la connaissons.

L'exobiologiste Lisa Kaltenegger nous parle de son idée concernant une biosignature avec les exoplanètes. 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 ». © Cornell University

Récemment, une idée originale a été proposée par l'astronome Lisa Kaltenegger, directrice du Carl Sagan Institute à l'Université Cornel, dans un article coécrit avec son collègue Jack O'Malley-James. Il a été publié dans le célèbre journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society mais il est aussi disponible sur arXiv.

Nous savons que les exoplanètes potentiellement habitables sont nombreuses dans la Voie lactée mais aussi qu'elles se trouvent majoritairement autour des naines rouges, souvent de type M. Or, on sait que ces étoiles ont une jeunesse particulièrement turbulente et colérique. Lors de violentes éruptions stellaires, elles brillent particulièrement dans l'ultraviolet, ce qui est un danger pour des organismes vivants similaires à ceux que nous connaissons sur Terre.

Des océans extraterrestres biofluorescents ?

Remarquablement, on sait que les coraux ont développé une stratégie pour se protéger des ultraviolets sur notre Planète bleue : la biofluorescence. Il s'agit d'une variante biologique du phénomène de fluorescence, comme son nom l'indique. Les pigments à la surface des organismes responsables de ce phénomène agiraient de cette façon comme une sorte d'écran solaire selon certains biologistes (la question est débattue cependant).

Rappelons que la fluorescence est une émission lumineuse provoquée par l'excitation des électrons d'une molécule (ou d'un atome), généralement par absorption d'un photon immédiatement suivie d'une émission spontanée. Il ne faut toutefois pas confondre fluorescence et phosphorescence qui sont deux formes différentes de luminescence, comme l'explique le dossier que Futura a consacré aux coraux fluorescents. La fluorescence cesse très rapidement contrairement à la phosphorescence.

D'impressionnantes images des coraux fluorescents en Nouvelle-Calédonie. 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 ». © Exposure Labs

Kaltenegger et O'Malley-James se sont servis des caractéristiques d'absorption et d'émission de pigments et protéines fluorescents coralliens pour modéliser le spectre qu'aurait une exoplanète avec des océans contenant beaucoup d'organismes qui auraient développé une stratégie de protection contre les UV similaires.

En supposant une planète sans couverture nuageuse, au moment d'une éruption solaire importante d'une naine rouge de type M l'exoplanète devient brutalement plus lumineuse à cause de la biofluorescence de ses océans.

Selon les chercheurs, l'augmentation de la lumière émise serait même de deux ordres de grandeur supérieure à l'émission standard produite par la seule réflexion de la lumière. Il serait alors envisageable de la détecter avec des instruments comme l'European Extremely Large Telescope en cours de construction pour des exoterres ou superterres proches du Système solaire, par exemple autour de Proxima b.

D'ici 10 à 20 ans, nous pourrions donc avoir de bonnes surprises...

  • Nous connaissons sur Terre le phénomène de fluorescence des coraux, un exemple de la biofluorescence. Il semble que les pigments impliqués permettent aux coraux de se protéger d'un flux d'ultraviolet trop important, mais rien n'est sûr à ce sujet.
  • Des formes de vie pourraient avoir évolué dans des océans sur des exoplanètes en orbite autour de naines rouges dans la même direction pour se protéger des colères de ces astres.
  • Deux astrophysiciens ont proposé de tenter de détecter la lumière d'océans extraterrestres contenant beaucoup de ces organismes afin d'établir que la vie existe bel et bien ailleurs.
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