vie extraterrestre

La traque passe à la vitesse supérieure

La chasse aux extraterrestres prendra sous peu de l’ampleur. De nouveaux télescopes spatiaux permettront dans les prochaines années d’analyser l’atmosphère d’exoplanètes en orbite autour d’autres étoiles. Mais quels seront les signes incontestables de la présence de vie ? Un dossier de Mathieu Perreault

Pleins feux sur les exoplanètes

Pour abriter la vie, une planète doit avoir de l’eau liquide, donc n’être ni trop chaude ni trop froide. Mais elle doit aussi avoir un champ magnétique pour la protéger des radiations de son étoile. Des chercheurs américains proposent un ambitieux projet pour détecter des signes incontestables de vie dans l’univers.

Le projet multidisciplinaire

La géochimiste Anat Shahar a réuni à l’Université Carnegie la première équipe capable de mener à bien un projet de recherche afin de traquer la vie extraterrestre. « Il faut des astronomes pour faire des observations d’exoplanètes, des spécialistes de l’expérimentation comme moi et des chercheurs qui vont modéliser la formation des planètes et l’évolution de leur atmosphère en conjuguant les observations et les expériences. J’utilise des pressions et des températures très élevées pour imiter les processus géochimiques sur Terre. Le problème, c’est que les organismes subventionnaires visent généralement une discipline, pas une équipe multidisciplinaire. » Selon elle, la seule autre équipe embryonnaire du même genre se trouve à l’Université d’État de l’Arizona, réunie par une spécialiste du champ magnétique des planètes qui s’intéresse à son rôle dans l’apparition de la vie.

L’importance du champ magnétique

Les chercheurs s’intéressent particulièrement au champ magnétique des planètes. Celui-ci ne protège pas seulement les êtres vivants contre les radiations ; il est aussi essentiel pour retenir dans l’atmosphère des molécules essentielles à la vie. « Le cœur de l’habitabilité d’une planète repose dans ses entrailles », explique Anat Shahar, géochimiste à l’Institut Carnegie, qui est l’auteure principale de l’étude publiée début mai dans la revue Science. « Il est impossible de scruter l’intérieur des exoplanètes. Mais on peut avoir beaucoup d’indices de ce qui s’y passe en analysant leur atmosphère. C’est au cœur du grand chantier de recherche que nous proposons. »

En trois étapes

Comment se forme un champ magnétique ?

Les plaques tectoniques modèrent les variations climatiques en transférant l’énergie entre l’intérieur et la surface de la planète.

Le refroidissement de l’intérieur de la planète, par le truchement du volcanisme lié aux plaques tectoniques, conserve la convection dans le noyau de la planète, ce qui crée un champ magnétique.

Le champ magnétique de la planète protège les organismes vivants des radiations solaires et évite que les éléments nécessaires à la vie, comme l’eau, ne soient emportés par le vent solaire. C’est ce qui explique l’aridité de Mars, qui n’a pas de champ magnétique.

Le cas Vénus

Vénus est de taille très similaire à la Terre. Et pourtant, elle est très inhospitalière, avec des températures de 460 °C et une atmosphère très corrosive (au pH proche de zéro). « Il est difficile de savoir exactement ce qui se passe sur Vénus à cause de son atmosphère opaque où il est impossible d’envoyer des sondes, dit Anat Shahar. Mais il nous faut étudier Vénus pour comprendre pourquoi elle n’a pas de tectonique des plaques, ce qui rend sa surface stagnante, et si c’est cela qui a mené à son atmosphère si différente de celle de la Terre. »

L’effet de la Lune

Une nouvelle piste pour expliquer l’apparition de la vie sur Terre concerne la Lune. « Certains géochimistes pensent que la collision entre la proto-Lune et la Terre, qui a nous a donné notre seul satellite, a contribué à mettre en activité notre champ magnétique, dit Anat Shahar. Elle a mélangé l’intérieur de la Terre. De plus, la Terre décrit une orbite et une rotation beaucoup plus stables grâce à sa relation avec la Lune. » L’histoire géologique martienne et sa relation avec l’atmosphère de la planète rouge sont aussi sur le radar de la géochimiste de Carnegie.

Une jumelle à la Terre ?

Des télescopes comme le James Webb et le télescope géant Magellan seront bientôt capables de détecter des molécules dans l’atmosphère d’exoplanètes. S’ils détectent une jumelle de la Terre, avec la même proportion d’oxygène et de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, sera-t-elle très susceptible d’abriter la vie ? « Une telle découverte serait très surprenante, dit Anat Shahar. Il serait étonnant que la vie emprunte exactement le même chemin que sur Terre. Mais si on faisait de telles observations, évidemment, ce serait une candidate parfaite pour les éventuelles sondes qu’on pourra envoyer pour découvrir la vie extraterrestre. »

27 ans d’exoplanètes

1992

Découverte des deux premières exoplanètes, de la taille de Jupiter, dans la constellation de la Vierge, par deux astronomes américains

1995

Découverte de la première exoplanète en orbite autour d’une étoile solitaire, comme notre Soleil ; elle a la masse de Jupiter, mais passe près de son étoile comme Mercure, un cas de figure qui s’avère finalement très fréquent chez les exoplanètes

1999

Première observation du transit d’une exoplanète devant son étoile ; aussi, première observation d’un système multiplanétaire

2001

Première observation d’une exoplanète située dans la zone habitable de son système solaire

2005

Première observation de la lumière émanant d’une exoplanète

2009

Lancement du télescope spatial Kepler de la NASA, qui a permis de découvrir plus de la moitié des 4000 exoplanètes identifiées à ce jour

2014

Première observation d’une exoplanète de la taille de la Terre située dans la zone habitable de son système solaire

Source : NASA

Les chasseurs d’exoplanètes

Plusieurs télescopes vont dans les prochaines années révolutionner l’analyse de l’atmosphère des exoplanètes, selon Anat Shahar de l’Institut Carnegie à Washington. Voici pourquoi ils seront importants.

Déjà en orbite

Lancé il y a un an par la NASA, le satellite spatial TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) est le premier à se spécialiser dans la détection des exoplanètes de la taille de la Terre, dont seulement une quinzaine ont été repérées. Une première a été détectée par TESS en avril dans la constellation du Réticule, à 53 années-lumière de la Terre, mais ne se trouve pas dans la zone habitable de son étoile.

Voir les gaz

Le télescope spatial James Webb de la NASA, dont le lancement est prévu pour 2021, pourrait dans certaines circonstances être capable de détecter la présence d’oxygène dans l’atmosphère d’exoplanètes de la taille de la Terre. Il pourrait aussi déceler la présence de méthane et de dioxyde de carbone, selon une récente simulation publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences par des biogéochimistes américains.

Un géant au Chili

Composé de sept télescopes de huit mètres, le télescope géant Magellan sera partiellement inauguré en 2025 au Chili par les États-Unis. Une fois complètement opérationnel, il devrait être capable de mesurer l’oxygène, l’azote et l’ozone dans l’atmosphère des exoplanètes légèrement plus grosses que la Terre (les super-Terres).

La prochaine génération

L’an prochain, la NASA décidera si elle donne le feu vert à Habex (Habitable Exoplanet Imaging Mission), un télescope spatial 1000 fois plus sensible que Hubble. Il sera capable de mesurer une dizaine de gaz dans l’atmosphère d’exoplanètes de la taille de la Terre. Sa mise en service est prévue pour 2035.

Science

La question des élèves

Regardez la question posée par le groupe 305 de la classe de science et technologie de M. Benoit Delamarre en 3e secondaire au Collège Notre-Dame à Montréal.

Est-ce qu’il y a une possibilité qu’il y ait de la vie complexe ailleurs dans l’univers ?

On le saura si on parvient à résoudre l’équation Drake. En 1960, un astronome américain, Frank Drake, a proposé une équation pour estimer la probabilité que la vie intelligente existe ailleurs que sur Terre. L’équation est la suivante :

N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x L

Sa formule tient compte du taux de formation d’étoiles (R*), de la fraction de ces étoiles qui ont des planètes (fp), du nombre de planètes habitables dans un système planétaire (ne), de la fraction des planètes habitables qui finissent par abriter la vie (fl), de la fraction des planètes abritant la vie où se développe la vie intelligente (fi), de la fraction des civilisations qui se développent suffisamment pour envoyer des signaux vers l’espace (fc) et de la durée de ces communications (L). Cette dernière variable fait référence aux craintes d’alors que l’humanité ne périsse avec une guerre nucléaire. — Mathieu Perreault

Dans le cadre d’un projet spécial, des écoles de la région montréalaise ont soumis des questions scientifiques à notre journaliste, qui y répondra d’ici à la fin de l’année scolaire. Si votre école désire participer au projet l’automne prochain, où que vous soyez au Québec, écrivez-nous !

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