Qu’est-ce que la vie ? Il existe des centaines de descriptions du concept de vie, dont l’essence est la présence d’un métabolisme, d’une croissance, d’une reproduction, d’une adaptation, etc. Sur Terre, on la trouve presque partout, des galeries radioactives aux volcans des profondeurs. La base de la vie que nous avons est constituée de protéines et d’acides nucléiques (de manière simpliste), c’est pourquoi nous rechercherons des conditions similaires et des signes connus de la présence de la vie.
Table des matières
Système solaire
Système solaire simplifié, pas à l’échelle
Si l’on considère les planètes les plus proches du Soleil, Mercure et Vénus, il est peu probable que la vie protéique y existe. Jusqu’à présent, nous ne l’avons envisagée que parce que nous n’en connaissons pas d’autres formes. Mercure, chauffée à plus de 500 degrés et dépourvue d’atmosphère, se désintègre aussitôt. Vénus, après avoir été explorée par nos sondes soviétiques, nous est également apparue sous la forme d’un petit enfer. Effet de serre monstrueux, pression atmosphérique 90 fois supérieure à la nôtre, température plus élevée que sur Mercure (550-590C) et vapeurs d’acide sulfurique dans l’atmosphère à cause du dioxyde de carbone.
Mars
Tube de lave sur Mars. Un bon endroit pour se réfugier des radiations
L’habitabilité de Mars n’a pas fait couler beaucoup d’encre. Mais les données d’une douzaine de missions montrent qu’il s’agit d’un désert sec et sans vie, habité par des robots (quelques rovers martiens). Il y a environ 3,5 milliards d’années, Mars possédait des océans d’eau liquide et une atmosphère. Mais la planète est plus petite que la nôtre, le noyau s’est refroidi, la génération du champ magnétique s’est arrêtée et l’atmosphère a été emportée par le vent solaire. L’eau, non protégée par l’atmosphère, s’est évaporée, laissant derrière elle des dépôts de gypse et des dépôts de glace dans les profondeurs du sol. Il ne nous reste plus qu’à admirer les canaux qui se sont formés sous l’influence de l’eau, et à creuser le fond de l’ancien lac avec le prochain rover martien.
Le méthane sur Mars
Carte de répartition du méthane sur Mars
Mais il y a de bonnes nouvelles. Des traces de méthane ont été trouvées sur Mars. Les données de plusieurs sondes indiquent que ce gaz est périodiquement présent. Le méthane se décompose très rapidement, il doit donc y avoir une source qui alimente constamment l’atmosphère. Sur Terre, la quasi-totalité du méthane est d’origine biogénique. Mais sur Mars, on ne le sait pas. Peut-être quelques dépôts sous la surface, bien que le volcanisme et la tectonique sur la planète n’existent plus depuis longtemps, et sur Terre c’est le principal fournisseur non biogénique de ce gaz. Les optimistes se raccrochent à cette paille, mais un signe ne suffit pas, il faut des preuves irréfutables de vie. Par exemple, la météorite martienne trouvée dans l’Antarctique — peut-être, mais beaucoup se demandent si les «bactéries» qu’elle contient sont vraiment des bactéries, trop petites. Les résultats des expériences du module d’atterrissage Viking ? Peu probable, la plupart des gens penchent pour une interprétation non-biogénique des résultats en raison de leur caractère douteux.
Simulation informatique de l’aspect de Mars dans le passé. La vallée de Mariner est au centre de l’image.
Par conséquent, la recherche de la vie sur Mars n’est pas une recherche dans le présent, qui est très improbable, mais plutôt une recherche de traces dans le passé. Il y a plus de 3 milliards d’années, les conditions étaient réunies sur Mars, de sorte qu’il y avait une probabilité non nulle que la vie y soit apparue. Et si nous trouvons des preuves de son origine, ce sera un triomphe. Sur Terre, en particulier, elle était déjà apparue 400 à 800 millions d’années après la planète elle-même ! Et peut-être même plus tôt, il n’y a pratiquement aucune trace de la vie. En fait, dès que le bombardement lourd tardif a pris fin et que tous les corps spatiaux de passage ont labouré la surface de la Terre, la transformant en une branche ardente de l’enfer, la première vie primitive est apparue. Voici les trois principaux leaders (et en réalité deux) sur lesquels nous pourrions trouver au moins une vie primitive.
Le satellite Europe.
Vue d’artiste de Jupiter depuis Europe.
Ce petit monde glacé, légèrement plus petit que notre Lune, est le premier candidat à la recherche de vie extraterrestre dans le système solaire. Les conditions qui règnent sur ce satellite mettraient facilement Mars à l’abri. Mais commençons par les inconvénients. Europa se trouve dans la ceinture de radiation de Jupiter, elle est très grande et les radiations à la surface du satellite sont énormes. La lumière du soleil sur Europe ne représente que quelques pour cent de ce que nous recevons. Venons-en aux avantages. Le satellite est recouvert d’une couche de glace sous laquelle se trouve un océan salé. Selon différentes estimations, l’épaisseur de la glace varie de 4 à 100 kilomètres, en fonction de l’endroit, et la profondeur de l’océan peut atteindre 100 kilomètres ou plus. C’est pourquoi il y a plus d’eau liquide sur Europe que nous n’en avons. La sonde Galileo étudie le système de Jupiter depuis de nombreuses années et la présence d’un océan sous la glace a été prouvée. Les images de Hubble, en particulier, montrent des signes d’émissions de vapeur d’eau.
De la vapeur d’eau jaillit des fractures de glace à la surface d’Europe.
Que peut-on dire d’une éventuelle vie dans l’océan d’Europe ? La gravité de Jupiter a réchauffé l’intérieur d’Europe, ce qui explique que son satellite le plus proche, Io, soit couvert de lave et que des volcans (des dizaines !) soient constamment en éruption à sa surface. Vous pouvez voir le globe de Io et lire des informations sur les volcans sur la carte interactive ici. L’eau d’Europe est salée, liquide et chaude. L’énergie y est abondante. Un candidat parfait pour la recherche de la vie. D’ailleurs, les bactéries n’ont pas besoin de la lumière du soleil, elles peuvent se contenter de l’énergie des processus chimiques, par exemple l’oxydation du fer ou du soufre.
Explorer l’Europe
Concept de véhicule d’atterrissage pour une future mission de la NASA
Actuellement, deux missions sont prévues pour explorer le satellite. Il s’agit des missions NASA et EKA. La NASA enverra un orbiteur équipé d’un radar et éventuellement d’un module d’atterrissage. Quant à l’EKA (Agence spatiale européenne), elle explorera Europe à partir de la trajectoire de survol, lorsqu’elle se rendra sur Ganymède. En parlant de Ganymède, il semble qu’il y ait là aussi des indices d’un océan sous la glace, mais moins évidents. Mais il y a moins de radiations et les sondes de recherche ne mourront pas comme des mouches. L’objectif des futures missions est davantage une mission de reconnaissance. Plonger dans l’océan européen est une tâche presque impossible. Le forage de la glace du lac Vostok en Antarctique, d’une profondeur de 4 kilomètres, remonte à l’époque de l’Union soviétique et n’a été achevé que récemment. Et nous devrons le faire à l’aide d’une sonde autonome située à 780 millions de kilomètres de la Terre. Sans introduire nos bactéries dans cet océan. Ensuite, nous devrons étudier l’eau et rechercher des formes de vie simples. C’est une tâche colossale. Un scénario plus réaliste consisterait à plonger dans une fissure de la surface ou à voler à travers une explosion de vapeur. Dans tous les cas, il faut d’abord des cartes radar, beaucoup de recherches et deux ou trois missions d’exploration. Une telle tâche ne peut être accomplie à la hâte.
Le satellite Encelade
Schéma d’Encelade montrant comment l’eau de l’océan sous-glaciaire remonte à la surface.
Encelade, le satellite de Saturne, n’est pas moins intéressant pour la recherche de la vie. Il est très petit, juste~D’un diamètre de 500 kilomètres, il possède un petit océan d’eau liquide. L’intérieur du satellite est également chauffé par l’interaction des marées avec la planète, tout comme Europe. Mais Encelade se distingue favorablement (pour nos recherches) d’Europe par le fait que les jets d’eau jaillissent de la surface en fontaines et ont même réussi à former le mince anneau E de Saturne.
Photo réelle de la sonde Cassini — fontaines d’eau jaillissant de la surface du satellite
La sonde Cassini a même pu voler à travers un tel jet d’eau, mais elle ne disposait malheureusement pas d’instruments spécialisés pour étudier cette eau. Les futures missions pourront donc prélever des échantillons beaucoup plus légers que sur Europe.
Le satellite Titan
Image infrarouge de Titan, prise par la sonde Cassini
Titan, le satellite de Saturne, est extrêmement intéressant car il possède un cycle hydrologique complet à sa surface, tout comme la Terre, sauf qu’au lieu de l’eau, Titan a du méthane et de l’éthane. Le satellite Titan est plus grand que la planète Mercure, mais sa masse est presque deux fois moins importante. Il possède une atmosphère ~épaisse de 400 kilomètres, composée d’azote et d’hydrocarbures, protégée du vent solaire par le champ magnétique de Saturne. La température à la surface de Titan est d e-180 °C, mais il y a des centaines de lacs et de nombreuses mers et rivières.
La mer de Ligeia sur Titan, image radar de la sonde Cassini
La sonde Cassini a transporté l’atterrisseur Huygens vers le satellite en 2005. Il nous a fourni des images de la surface et des données sur sa composition et son atmosphère. Titan est remarquable parce qu’il constitue un laboratoire entier pour l’étude d’une vie possible non basée sur le solvant eau et protéines. L’acétylène pourrait être le solvant et l’hydrogène la source d’énergie. Les membranes semi-perméables seraient basées sur l’acrylonitrile dans un mélange liquide non polaire de méthane et d’éthane à sa surface. De nombreuses réactions photochimiques dans l’atmosphère fournissent des hydrocarbures complexes (tholines) directement à la surface.
Explorer Titan
Voici ce que l’atterrisseur Huygens a transmis lors de sa descente sur Titan
Les recherches sur Titan sont moins prioritaires que celles sur les satellites de Jupiter. Cassini, en particulier, vient tout juste d’achever sa mission sur Titan. Il est prévu d’envoyer un orbiteur et éventuellement un sous-marin ( !) dans les mers et/ou un ballon dans l’atmosphère. Titan a beaucoup à explorer : une atmosphère gigantesque adaptée aux hélicoptères et aux ballons, des mers et des rivières sans fond, d’immenses surfaces avec des dunes et des montagnes. Mais cette mission sera une mission phare et il est évident qu’elle ne rentrera pas dans les 4 milliards de dollars, ce qui la repousse automatiquement à après 2030. En outre, la NASA a des problèmes avec le plutonium et les RITEG n’ont en fait rien à utiliser. En effet, la mission actuelle vers Jupiter, Juno, a volé avec des panneaux solaires et pas de batterie nucléaire. Ce qui la rend moins durable (les panneaux se dégradent sous l’effet des radiations) et limitée en termes d’équipement.
Exoplanètes
Animation de la rotation de quatre exoplanètes autour de l’étoile HR 8799. Créée à partir de photos réelles
Après le lancement du télescope spatial Kepler, les exoplanètes ont littéralement explosé. Alors qu’auparavant nous en connaissions environ trois cents, il y a aujourd’hui plus de 4 000 exoplanètes confirmées et des milliers d’autres candidates. Malgré la panne de Kepler (qui vient d’entamer sa dernière session d’observation), le télescope TESS, qui vient d’être lancé, et les télescopes PLATO et Cheops sont en cours d’élaboration. Ce qui laisse entrevoir la possibilité de détecter environ 100 000 autres mondes dans les années à venir. Bien sûr, toutes les exoplanètes ne sont pas potentiellement habitables. La plupart sont des planètes chaudes et massives comme notre Jupiter — ce sont les plus faciles à détecter. Mais il existe aussi des planètes semblables à la Terre qui se trouvent dans la zone habitable de leur étoile. Le terme «zone habitable» est très large, mais dans ce cas, il signifie que la planète se trouve à une distance telle de son étoile que de l’eau liquide peut exister à sa surface.
Après que des dizaines de télescopes auront trouvé de nombreuses exoplanètes, il sera temps de s’attaquer aux monstres. Des géants entreront dans l’arène (je l’espère) : le télescope spatial James Webb (6,5 mètres) et les télescopes terrestres E-ELT et Magellan de 40 et 30 mètres. Ces télescopes seront utilisés pour tenter de sonder l’atmosphère de mondes lointains afin de détecter de faibles signaux des marqueurs familiers de la vie, l’oxygène, l’ozone ou, mieux encore, le méthane. Mais ce sujet fera l’objet d’un autre article.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023