Détection de la vie extraterrestre

FAST-Telescope-in-China

 

Comme de nombreux astrobiologistes le disent, la question de la vie ailleurs peut se résoudre par une équation à trois inconnues: chimie + énergie + temps. Nous savons déjà que le nombre de planètes dans l’univers abritant la vie n’est pas égal à zéro. Il n’y a donc pas de raison de penser que ce nombre ne puisse pas être infini. La quête ne fait que commencer, mais la promesse d’y parvenir est aussi grande que l’univers. Tandis que se termine la construction de ce qui sera le plus grand radiotélescope du monde en septembre prochain, des milliers de citoyens chinois sont priés de quitter leur foyer de province. FAST (Télescope sphérique de cinq cents mètres d’ouverture) aura coûté sans doute une coquette somme au contribuable. Avec un diamètre de 500 mètres, le réflecteur, soutenu naturellement par trois collines, doit couvrir l’équivalent de trente terrains de football. Cet imposant dispositif doit permettre de rechercher la vie en dehors de la galaxie et d’observer différents phénomènes astronomiques. Le retentissement de ce projet dans le milieu de la recherche de vie extraterrestre a été sans doute disproportionné d’après les officiels chinois. Depuis des décennies, professionnels et amateurs passent au peigne fin les données recueillies par le plus grand radiotélescope opérationnel actuellement, le radiotélescope Arecibo qui se trouve à Porto Rico, dans l’espoir de découvrir les preuves d’une vie intelligente grâce au projet SETI @home.

 

Durant l’Antiquité, la terre fut considérée comme le centre de l’univers. Puis ce fut au tour du système solaire d’être considéré comme une place importante dans la galaxie. Nous savons aujourd’hui que la voie lactée elle-même n’est qu’une parmi des milliards de galaxies. Différentes formes de vie marchent, volent, nagent, rampent sur notre planète et dans le cas des humains pensent à un haut niveau d’intelligence, enfin pour certains… C’est certainement le fruit d’une longue expérience de terrain, quelque chose d’unique au monde possédant les bons ingrédients chimiques, à la bonne distance de la bonne étoile. Regardez autour de vous: si la vie existait ailleurs, pourquoi n’en percevons-nous aucun signaux? Cela n’empêche pas certains de continuer à traquer un éventuel signe, bien évidemment. Depuis longtemps déjà la recherche de vie extraterrestre fait son bout de chemin de façon plus ou moins passive: scans du ciel afin de détecter une autre civilisation, prélèvement d’échantillons sur des astéroïdes, ou l’attente d’une hypothétique rencontre du troisième type. Ces dernières années l’astronomie a fait un bond de géant. Le centre SETI a étendu ses recherches qui partaient de la simple écoute, pour aller jusqu’au contrôle optique. Un important travail se déroule en laboratoire, ou l’on ne cherche pas seulement à déterminer l’existence, mais aussi l’apparence et le fonctionnement d’une vie extraterrestre. Ce qui alimente cette quête de réponses est la position croissante des astrobiologistes, qui estiment aujourd’hui que la question est plus que dépassée. L’eau indispensable à la vie telle que nous la connaissons, est l’un des éléments les plus abondants de l’univers. Des acides aminés apparaissent régulièrement dans les analyses des échantillons de météorites. Il y a seulement 20 ans nous ne connaissions aucune autre planète dans l’univers hormis une poignée dans notre système solaire. Depuis nous avons en détecté des milliers possibles ou confirmés.

 

Tandis que l’heure d’un voyage vers Mars se rapproche et que l’astronaute Scott Kelly boucle une année à bord de la station spatiale internationale afin de prouver que le corps humain supporte l’absence de gravité à long terme, l’ambition d’un tel voyage semble de plus en plus justifiée.La vie ailleurs serait chimiquement et mathématiquement inévitable. C’est la NASA qui conduit les recherches les plus intenses en matière d’exobiologie. La possibilité a été mise en équation pour la première fois par l’astronome Frank Drake en 1961. Le résultat estimait un nombre de 10000 mondes. Puis Carl Sagan l’a porté à un million. Aussi longtemps qu’aucun facteur n’atteint zéro, vous pouvez vous attendre à voir apparaître la vie. Le risque d’être abattu par le nombre zéro est tombé à l’eau après le lancement du télescope spatial Kepler. Le travail de ce télescope était simple: observer une partie du ciel et y détecter les exoplanètes grâce à la méthode du transit. Évidemment le transit de la planète n’est pas observable directement étant données les distances en jeu. Mais lorsqu’il se produit, la luminosité apparente de l’étoile baisse légèrement car une petite fraction de sa surface est cachée temporairement, et des mesures précises peuvent détecter cette situation. Le changement est infime: un pour dix mille. Pendant les quelques années où il a oeuvré, le télescope a découvert 4696 planètes probables, dont 1039 confirmées. Le champ d’observation de Kepler couvre 115 degrés carrés, soit environ 0,28 % du ciel, ou environ deux cuillères de la Grande Ourse. Ainsi, il faudrait à peu près 400 télescopes tels que Kepler pour couvrir l’ensemble du ciel vu de la Terre. Le champ d’investigations est immense, c’est pourquoi il doit être réduit.

 

Une planète habitable doit orbiter autour de son étoile dans la zone bien précise: ni trop près ni trop loin de façon à ce que l’eau sous forme liquide puisse exister. Si la Terre avait été plus près du Soleil de 4%, son sort aurait été celui de Vénus: une fournaise. Si elle avait été plus éloignée de 1 ou 2%, sa destinée aurait été celle de Mars, une planète glacée. La bande d’espace favorable à la vie autour d’une étoile est donc relativement étroite. Pour que la vie puisse apparaître sur une planète, il ne suffit pas qu’elle soit dans l’écosphère de son étoile, son système planétaire doit se situer assez près du centre de la galaxie pour avoir suffisamment d’éléments lourds qui favorisent la formation de planètes telluriques. La masse de l’étoile a aussi son importance: les étoiles géantes ont une longévité inférieure à 1 milliard d’années. Elles meurent donc avant que des formes de vie intelligente n’aient eu le temps de se développer. De même, les étoiles de masse 10 fois inférieure au soleil ne parviennent pas à « s’allumer » (c’est-à-dire à démarrer le processus de fusion thermonucléaire qui fait la différence entre une étoile et une planète). Les étoiles moyennes comme le Soleil sont donc les plus favorables. La masse de la planète détermine la composition de l’atmosphère. La gravité sélectionne les atomes retenus sur la planète, et ceux qui peuvent s’échapper vers l’espace. Si la planète est trop massive, elle retient intégralement les gaz les plus légers comme l’hydrogène et l’hélium, ce qui crée une atmosphère à base de méthane ou d’ammoniac, comme sur Jupiter, Saturne, Uranus ou Neptune. Si la planète n’est pas assez massive, elle laisse échapper l’hydrogène mais aussi les gaz plus lourds indispensables à la vie comme l’oxygène, ainsi que l’eau qui va s’évaporer dans l’espace. De telles planètes dépourvues d’atmosphère sont exposées sans protection à la radioactivité solaire, aux ultra-violets, ainsi qu’au bombardement des météorites. Dans le système solaire, Mercure est un exemple de ce type de planète.

 

Une fois tous les critères réunis, ajoutez-y de l’eau, des hydrocarbures, attendez quelques milliards d’années et vous verrez peut-être la vie apparaître. Cela vous semble prétentieux? Et bien pas tant que cela. De nombreuses expériences impliquant des chaines d’hydrocarbures ( molécules dites amphiphile: un côté hydrophile, un côté hydrophobe) sont réalisées dans divers laboratoires, notamment à la NASA. L’expérience de Miller-Urey en 1953 précurseur dans ce domaine, eut des conséquences durables sur la façon dont les chimistes percevaient l’apparition de la vie sur Terre, donc la synthèse des composés organiques. En concrétisant une expérience permettant de synthétiser des molécules organiques complexes à partir des seuls gaz qu’il pensait être présents dans l’atmosphère à l’époque de la Terre primitive, Miller effectua donc une synthèse abiotique de molécules organiques. Il « créa » diverses molécules organiques simples comme du formaldéhyde ou complexes comme des acides aminés, des hydrocarbures, à partir de molécules constituant des gaz qui composaient l’atmosphère de la Terre primitive (méthane, ammoniac, dihydrogène, vapeur d’eau). Miller en déduisit donc que des molécules organiques complexes pouvaient se synthétiser spontanément dans ce qu’il pensait être les conditions environnementales de la Terre primitive. À la suite de cette expérience, il reproduisit le même genre d’expérience en récréant artificiellement des conditions volcaniques, et retrouva approximativement les mêmes résultats. Aujourd’hui, de nombreux modèles résolvent le problème de l’apparition des molécules organiques. Les scientifiques arrivent à produire de nombreuses petites molécules biologiques (acides aminés, sucres, bases nucléiques) dans des conditions prébiotiques en laboratoire.

 

Cependant, les expériences de Miller et les modèles qui en sont dérivées ne fournissent pas d’explication sur les étapes suivantes qui incluent la transition des monomères aux biopolymères, puis aux protocellules et finalement aux cellules vivantes ayant un métabolisme de base. Aussi les scientifiques explorent d’autres voies de recherche. La formation d’une vésicule est un premier pas vers la vie. Le second pas est immense: un organisme vivant doit développer un système de stockage et de transmission de l’information que l’on nomme sur Terre ADN et ARN. C’est un problème plus complexe et difficile à résoudre que le simple concept de vésicule. La réponse finira sans doute par être révélé dans les laboratoires. À moins qu’elle émerge d’une tout autre discipline comme la physique quantique. Si on admet que les lois de la physique et de la chimie sont les mêmes partout dans l’univers, ce qui semble être le cas, alors la probabilité d’une vie ailleurs est très grande. Les formes de vie qui nous entourent sont majoritairement basées sur le carbone. La recherche de vie extraterrestre ne doit pas se limiter à la chimie telle que nous la connaissons car il est possible qu’elle puisse se construire sous d’autres formes et grâce à d’autres éléments comme le silicium. Le carbone et le silicium sont voisins sur le tableau périodique et se lient facilement à d’autres éléments, mais le silicium a un inconvénient majeur: il est bien moins soluble dans l’eau. Le méthane pourrait également contribuer à cette exobiologie. Tandis que l’eau gèle à partir de 0°C, le méthane lui reste liquide jusqu’à -182°C et peut servir de solvant au même titre que l’eau. Le spectre de températures qui nous semble propice à la vie pourrait s’élargir. L’évolution semble prendre en règle générale les chemins les plus courts. Existe-il d’autres chemins menant vers l’émergence de la vie? Cela reste peu probable. 

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