Au fur et à mesure que nos connaissances et nos moyens techniques se développent, nous trouvons de plus en plus d’exoplanètes dans notre galaxie (la Nasa en recense plus de 6 000 confirmées). Certaines sont dans la zone dite habitable de leur étoile, là où de l’eau à l’état liquide pourrait exister, d’autres présentent même d’importantes similarités avec la Terre et seraient, de ce que l’on en voit, susceptibles d’accueillir des formes de vie.
Mais ces biosignatures, ces marques révélatrices de l’existence d’une vie extraterrestre, restent encore invisibles à nos yeux. C’est pourquoi une équipe de l’Université de Washington, dans une étude publiée le 18 septembre dans la revue The Planetary Science Journal, explore une autre technique : simuler une Terre dépourvue de vie. Comme l’explique l’autrice principale, Samantha Gilbert-Janizek, qui a mené ces travaux pendant son doctorat d’astronomie à l’Université de Washington et qui est aujourd’hui chercheuse postdoctorale à l’Université de Californie à Riverside, dans le communiqué de l’université publié le 2 novembre et repris par Space.com : « Ce modèle peut nous aider à voir comment les mondes non habités mais habitables peuvent imiter les planètes où il y a des êtres vivants. »
Les faux positifs dans la chasse aux aliens
Lorsque l’on scrute les exoplanètes qui pourraient ressembler à la Terre, les faux positifs concernant les biosignatures sont nombreux. Certains mondes disposent d’une atmosphère contenant du méthane, du dioxyde de carbone ou d’autres gaz qui peuvent être produits par des êtres vivants. Même dans notre propre Système solaire, des traces étranges nous ont fait douter. C’était le cas lorsque de la phosphine a été annoncée dans l’atmosphère de Vénus en 2020, une détection depuis très contestée. Ou plus récemment lorsque Perseverance a mis la main sur un échantillon martien qui aurait pu être altéré par des bactéries.
À chaque fois, la question est la même : ces indices qui font penser à des biosignatures pourraient-ils apparaître en l’absence de tout processus biologique ? Le modèle conçu par Samantha Gilbert-Janizek consiste donc à faire le tri dans l’atmosphère terrestre entre ce que l’on doit à la vie, et ce qui s’explique par des mécanismes abiotiques.
Pour arriver à ce résultat, la chercheuse s’est servie d’un modèle déjà développé dans le laboratoire de Rory Barnes, astronome à l’Université de Washington, qui simulait le cœur, le manteau et la croûte de la planète ainsi que le rayonnement de son étoile. Puis elle y a ajouté des paramètres pour étendre cette analyse à la surface, et surtout, à l’atmosphère. En effet, l’atmosphère est la partie des exoplanètes lointaines que nos télescopes parviennent le mieux à analyser. C’est là que les astronomes espèrent repérer des traces de vie.
Un modèle idéal à comparer
Dans ce modèle, cette Terre fictive naît bien il y a 4,5 milliards d’années, et la simulation la suit jusqu’à 500 millions d’années dans le futur. Elle a une atmosphère, des océans… mais pas de vie. Le modèle simule notamment la chaleur reçue du Soleil, les échanges de chaleur et d’éléments chimiques entre le cœur et la surface, ou encore les gaz qui s’échappent du sous-sol. Au total, il reproduit correctement 19 propriétés de la Terre qui ne dépendent pas de la vie, comme le flux de chaleur à travers le manteau.
Ce modèle peut ensuite être adapté à n’importe quelle planète rocheuse. Les chercheurs y entrent les caractéristiques de base de l’exoplanète étudiée, lancent la simulation et regardent si elle reproduit l’atmosphère réellement observée. Si c’est le cas, la planète n’abrite probablement pas de vie telle qu’on la connaît. Si la simulation n’y parvient pas, quelque chose d’autre pourrait altérer cette atmosphère : peut-être un premier indice de biosignature ?
Les auteurs de l’étude restent prudents : ce modèle ne va pas permettre d’identifier immédiatement une exoplanète habitée par des aliens. En revanche, il pourra aider à savoir quels mondes sont les plus susceptibles de faire partie des meilleurs candidats.
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