Très sombre, le noyau cométaire 67P//Churyumov-Gerasimenko est riche en matière organique, c'est-à-dire en composés du carbone. La sonde Rosetta, qui tourne autour depuis août 2014 (époque de cette image), et l'atterrisseur Philae, ont détecté de nombreuses molécules organiques. La dernière est un acide aminé, accompagné de phosphore. © Esa, Rosetta, MPS for Osisirs Team MPS, UPD, LAM, IAA, SSO, INTA, UPM, DASP, IDA

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Des briques de la vie sur la comète de Rosetta : pourquoi c'est important

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Rosetta a repéré un acide aminé (la glycine) et du phoshore sur « sa » comète, 67P/Churyumov-Gerasimenko, alias Tchouri. Pour Hervé Cottin, astrochimiste et co-auteur de cette découverte, la présence de ces éléments clés de la vie doit être prise en compte dans les scénarios de l'apparition de la vie sur Terre.

Des ingrédients considérés comme cruciaux pour l'apparition de la vie sur Terre ont été découverts dans l'environnement de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, que la sonde Rosetta de l'Esa explore depuis presque deux ans. Ces éléments « sont la glycine, le plus simple des acides aminés, qui se trouve couramment dans les protéines, et le phosphore, un atome clé de l'ADN et des membranes cellulaires », nous explique Hervé Cottin (astrochimiste, professeur à l'université Paris-Est-Créteil et chercheur au Lisa). Si la découverte de la glycine était attendue (cet acide aminé se forme assez facilement à partir de composés plus simples, comme l'ammoniac, l'eau et le méthane), « celle du phosphore est assez étonnante ». Une découverte que l'on doit à l'instrument Rosina (Rosetta orbiter spectrometer for ion and neutral analysis), un double spectromètre de masse, c'est-à-dire un instrument qui identifie des molécules par la masse de leurs constituants atomiques.

Il s'agit de « la première détection sans ambiguïté de la glycine dans une comète », explique Kathrin Altwegg, responsable de l'instrument Rosina dont sont tirées les données, et auteur principal de l'article publié dans Science Advances. Auparavant, des traces de glycine avaient été trouvées dans les échantillons de la comète Wild-2 ramenés sur Terre en 2006 par la mission Stardust de la Nasa. Cependant, une « éventuelle contamination terrestre des échantillons de poussière cométaire avait rendu l'analyse extrêmement difficile ».

La découverte de la glycine, de formule brute C2H5NO2, et représentée à gauche, par le spectromètre de masse Rosina, et du phosphore (P). La glycine est le plus simple des acides aminés et fait partie de la vingtaine présente dans les protéines des êtres vivants terrestres. Le phosphore est un atome indispensable à la vie terrestre. Il est présent dans l'ADN et l'ARN, ainsi que dans l'ATP, le véhicule de l'énergie des cellules. © CC BY-SA IGO 3.0, données : Altwegg et al. (2016)

Des briques de la vie telle que nous la connaissons

Les mesures ont été réalisées avant que la comète n'ait atteint son point le plus proche du Soleil (le périhélie, en août 2015). La première détection a été faite en octobre 2014, « alors que Rosetta était à seulement 10 km de la comète ». L'occasion suivante s'est présentée lors d'un survol de la comète en mars 2015, « quand la sonde était entre 15 et 30 km du noyau ». La glycine a également été observée en d'autres occasions, liées à des sursauts d'activité de la comète dans le mois précédant le périhélie, « lorsque Rosetta était à plus de 200 km du noyau, mais entourée par beaucoup de poussière cométaire ».

La multitude de molécules organiques déjà identifiées par Rosetta, désormais complétée par la détection passionnante d'ingrédients fondamentaux, tels que la glycine et le phosphore, confirme « les scénarios les plus couramment admis pour expliquer l'histoire de l'origine de la vie ». Elle conforte l'idée que les comètes « ont pu apporter sur Terre des molécules clés de la chimie prébiotique », complète Matt Taylor, de l'équipe Rosetta. La découverte renforce l'intérêt de les étudier. Comme elles n'ont pas évolué depuis 4,5 milliards d'années, « leur étude nous donne un accès direct à certains des ingrédients qui ont probablement pris part à la soupe prébiotique ayant finalement abouti à l'apparition de la vie sur la Terre », commente Hervé Cottin. Au mois d'avril, une équipe française montrait, au laboratoire, la possibilité de la formation au sein d'un noyau cométaire d'un sucre, le ribose, qui est un des constituants de l'ARN.

Les scientifiques ont longtemps débattu de la possibilité que l'eau et des molécules organiques aient été apportées à la Terre primitive par des astéroïdes ou des comètes, « fournissant ainsi certains des éléments clés pour l'émergence de la vie sur notre planète, qui auraient manqué sur la Terre primitive ». La chimie prébiotique a pu utiliser des ingrédients venant de la Terre elle-même, en particulier de l'atmosphère. Mais les scénarios restent hypothétiques. « Beaucoup d'incertitudes demeurent sur l'environnement chimique de la Terre primitive. Il existe donc de nombreuses hypothèses selon la composition de l'atmosphère primitive et la valeur de différents paramètres. »

Un gros travail reste à réaliser pour essayer de comprendre « les voies chimiques de l'évolution de ses éléments une fois sur Terre et le lien entre l'apport de ces ingrédients par impacts cométaires et l'apparition de la vie ». Certaines hypothèses mettent en avant une chimie relativement productive, « qui peut justement former des acides animés comme la glycine ». Mais d'autres, les plus couramment admises, sont « celles où la production de molécules est faible et qui rendent difficile la formation de glycine à partir de l'environnement terrestre primitif ».

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