La découverte de nouvelles planètes marque un tournant dans la recherche de vie extraterrestre

Notre galaxie regorge indéniablement de mondes extraterrestres.

Que la Voie Lactée fourmille d'exoplanètes et qu'une grande partie d'entre elles soient petites, rocheuses et tempérées comme la nôtre signifie que la recherche de vie au-delà de la Terre pose désormais plusieurs questions. Parmi elles, celle de savoir si ces mondes lointains sont similaires, ou celle plus profonde de savoir s'ils abritent la vie.

« La question n'est plus de savoir si les planètes rocheuses se situent dans les zones habitables des astres », a déclaré Olivier Guyon de l'Université de l'Arizona lors de la conférence Breakthrough Discuss dans le cadre des Breakthrough Initiatives la semaine dernière. « D'après ce que nous savons, elles sont partout. Nous nous concentrons désormais sur la recherche de la vie et nous avons du pain sur la planche. »

Savoir si les planètes sont une caractéristique propre à nos galaxies ou à une étoile est une question qui n’a trouvé de réponse qu’au cours des cinq dernières années. Les outils de plus en plus aiguisés ont permis de préciser les signes distinctifs de planètes issues de lumières stellaires lointaines et de partager ces mondes aux terriens enthousiastes.

Certains de ces mondes encerclent les étoiles les plus proches du Soleil et sont en orbite, laissant à penser que de l'eau sous forme liquide irrigue leur surface. Les scientifiques sont loin d'avoir identifié précisément les caractéristiques qui permettent d'affirmer qu'une planète est en effet habitable, ou d'avoir analysé toutes les façons dont la vie peut se manifester, d'un point de vue biologique comme technologique.

Cependant, certaines des planètes les plus fascinantes sont relativement proches, faisant d'elles des cibles évidentes dans cette quête de la vie (tout comme d'éventuelles destinations pour la première vague de vaisseaux spatiaux interstellaires).

DES PLANÈTES DE TOUTES PARTS

Le système solaire est truffé de petites étoiles rouges peu lumineuses appelées étoiles naines M. Bien qu'il s'agisse du type d'étoiles le plus fréquent de la galaxie, ces étoiles naines n'ont pas toujours été considérées comme des endroits opportuns pour la recherche de planètes habitables. La tendance s'est seulement affirmée au cours des dernières années. Selon Courtney Dressing de Caltech, les données tirées de plusieurs études nous permettent désormais d'avancer qu'une étoile naine M sur quatre est dotée d'une planète de la même taille et température que la Terre.

Prenez l'exemple de notre étoile voisine, une étoile naine rouge située à 4,24 années-lumière appelée Proxima du Centaure : elle a une planète. Ou plutôt, au moins une planète gravite autour de cette petite étoile.

Lors de la réunion Breakthrough, Guillem Aglada-Escude, de l'Université Queen Mary de Londres, a indiqué deux autres signes fascinants dans les données dont dispose son équipe. Aucun de ces deux indices ne constitue la trace d'une planète pour l'instant ; l'équipe espère cependant que les observations à venir apporteront des réponses.

Légèrement plus loin, un autre monde potentiel gravite autour d'une étoile froide peu lumineuse à six années-lumière du soleil. Nommée en l'honneur de l'astronome E.E. Barnard, cette autre étoile proche a fait office de potentiel hôte de planètes pendant des décennies, suite à l'annonce erronée de l'astronome néerlandais Peter van de Kamp dans les années 60, selon laquelle au moins une géante gazeuse s'y trouvait.

Si ce monde fraîchement découvert s'y trouve réellement, il est plus grand encore que la Terre et est probablement trop froid pour être considéré comme habitable. Cependant, les planètes se forment rarement de manière isolée, ce qui laisse donc espérer de futures découvertes du côté de l'étoile de Barnard.

« Nous partirons à la recherche de planètes chaudes au cours de l'été, bien qu'il n'y ait pour l'heure pas de candidate désignée pour répondre à ce critère », a expliqué M. Anglada-Escude.

L'étoile de Luyten, une naine rouge située à 12,3 années-lumière du soleil, abrite quant à elle pas une mais deux planètes identifiées, dont une en orbite habitable. Il se pourrait bien qu'une poignée d'autres étoiles, dans un rayon d'environ 30 années-lumière, aient leurs propres mondes. Qu'autant d'exoplanètes potentiellement habitables se promènent à proximité. Cela « ouvre la voie au développement de techniques d'imagerie directe en vue de les identifier », ajoute le chercheur.

« Il y a selon moi de grandes chances qu'une planète qui abrite la vie gravite autour d'une des étoiles naines M situées à proximité et dont nous avons déjà parlé aujourd'hui », a déclaré Courtney Dressing en référence aux planètes proches de Proxima du Centaure et à deux petites étoiles plus lointaines répondant aux noms de TRAPPIST-1 et de LHS 1140, lesquelles ont récemment fait la une des journaux.

Autrement dit, savoir que ces planètes existent ne suffit plus : il est désormais temps d'apprendre à les connaître.

INTERPRÉTER LES TRAITS DISTINCTIFS DE LA VIE

Les mondes où il convient de rechercher des signes de vie (tout au moins dans un futur proche) devront graviter suffisamment près de la Terre afin qu'ils puissent être observés au télescope et être positionnés de sorte à traverser la surface de l'étoile qui les abrite depuis notre point de vue. La lumière qui émane de l'étoile pourra ainsi filtrer à travers une éventuelle atmosphère et nous permettre d'analyser sa substance.

Il s'agit là d'une des nombreuses tâches auxquelles les projets de la NASA, parmi lesquels le Satellite de relevé des exoplanètes en transit (TESS) ainsi que le télescope spatial James Webb (JWST) entendent répondre au cours de la décennie à venir. Si tout se déroule comme prévu, TESS dénichera d'autres planètes qui valent le coup d’œil et JWST sondera n'importe quelle atmosphère lointaine, à la recherche de molécules susceptibles de démontrer la présence de la vie.

Lors de la conférence Breakthrough, Lisa Kaltenegger de l'Université Cornell et d'autres scientifiques ont laissé entendre qu'un mélange de gaz contenant du méthane et de l'oxygène, tel que l'ozone, pourrait annoncer la découverte de vies extraterrestres ; notamment si ces gaz flottaient dans l'air autour d'une planète rocheuse et tempérée. Autant dire que cela n'est pas une mince affaire. Démontrer l'existence de la vie a transformé les espoirs qui reposent sur ces gaz en une tâche herculéenne et controversée.

Par ailleurs, la vie a tout un tas de façons encore méconnues de se manifester, telles que des métabolismes extraterrestres qui résultent en des caractéristiques imprévisibles. L'année dernière, Lisa Kaltenegger et Jack O’Malley-James de l'Université Cornell ont suggéré que les formes de vie sur la planète Proxima, à titre d'exemple, peuvent avoir évolué de manière à utiliser la lumière principalement ultraviolette de leur étoile en produisant des protéines fluorescentes ; le rôle des télescopes sur Terre pourrait ainsi consister à rechercher des biosignatures fluorescentes.

La reconnaissance de la vie sous toutes ses formes biologiques possibles n'est pas uniquement une question qui tracasse les experts. Il s'agit également d'un problème auquel sont confrontés les scientifiques qui recherchent des traces de vie dans les océans glacés à l'extérieur du système solaire.

« Nous disposons d'un point de données sur le sujet : notre propre planète », explique Mme Kaltenegger. « Pour l'instant, nous utilisons donc ce que nous savons de la Terre. Lorsque nous obtiendrons d'autres données, ce qui sera le cas je l'espère, toutes nos priorités risquent de changer. »

Vient ensuite la question des techno-signatures : elles peuvent prendre la forme de messages radio extraterrestres, de faisceaux laser pulsés, de chaleur résiduelle produite par des civilisations avancées, de phénomènes étranges dans la luminosité stellaire ou même de la disparition complète de leurs étoiles. En d'autres termes, les scientifiques à la recherche de manifestations de civilisations avancées devraient prévoir l'imprévisible et scruter la moindre bizarrerie. Toutefois, apporter la preuve d'une origine technologique plutôt qu'astrophysique à l'apparence plus fun ne sera pas chose facile.

« Nous devons vraiment nous faire à l'idée que ce sont de petites boîtes grises que nous pourrions détecter, et non de petits hommes verts », a déclaré Jill Tarter, de l'institut SETI.

UNE DEUXIÈME ORIGINES

La seule découverte de la vie, aussi reculée et étrange soit-elle, ne nous dit pas nécessairement la façon dont elle est apparue ou si le processus est identique aux origines de la vie terrestre. Selon l'exobiologiste de la NASA Chris McKay, il s'agit là d'une question d'autant plus complexe et persistante.

Il a ajouté que la preuve d'une seconde origine (qui s'accompagnerait par conséquent d'une analyse plus profond sur la prévalence fondamentale de la vie) peut être apportée à distance mais constitue une possibilité hasardeuse.

Les astronomes pourraient rechercher la « manualité » des biomolécules extraterrestres afin de les comparer aux biomolécules terrestres. Les molécules qui composent nos protéines sont asymétriques et supposent ce que les chercheurs désignent comme une « chiralité à gauche » : elles sont le reflet de formes supposées à droite et déforment la lumière dans une direction particulière. 

D'après Chris McKay, un indice de la présence de molécules dextrogyres dans les gaz d'une exoplanète ou dans les panaches d'une lune glacée du système solaire constituerait une preuve solide (mais pas forcément intangible) d'une deuxième origine.

La prochaine grande étape consisterait à s'approcher de très près d'un monde extraterrestre : c'est ici que le projet Breakthrough Starshot entre en scène. Si l'équipe relève le défi, un vaisseau spatial nanométrique sera envoyé sur le système Alpha du Centaure au cours des prochaines décennies et capturera les premières images d'une exoplanète depuis son propre système.

Répondre à l'une des questions les plus délicates et profondes que se pose l'humanité nécessitera inévitablement de la persévérance, de la patience ainsi que de l'audace. Un jour peut-être pourrons-nous affirmer sans faillir que nous sommes seuls (ou non) dans le cosmos, de la même façon que la présence d'autres planètes dans le ciel est irréfutable.