Sommes-nous seuls dans l’Univers ? Cette question obsède scientifiques et passionnés d’astronomie depuis des décennies. Avec la découverte de milliers d’exoplanètes, l’espoir de détecter une forme de vie ailleurs ne cesse de grandir. Toutefois, comment savoir si une planète abrite réellement des organismes vivants ? Les astronomes scrutent les atmosphères de ces mondes lointains à la recherche de biosignatures, ces molécules susceptibles de trahir la présence de vie. Une nouvelle étude propose une piste prometteuse : les halogénures de méthyle, des gaz produits sur Terre uniquement par des êtres vivants. L’observation de cette biosignature pourrait révolutionner notre compréhension du cosmos… à un détail près.
Les halogénures de méthyle : une biosignature quasi unique
Pour détecter la vie sur une exoplanète, les astronomes ne peuvent pas envoyer de sondes ni observer directement des formes de vie. À la place, ils analysent la composition chimique de l’atmosphère. L’idée est simple : certaines molécules, comme l’oxygène ou le méthane, peuvent être produites par des organismes vivants.
Néanmoins, il y a un problème : ces gaz ne sont pas des preuves absolues. Sur Terre, l’oxygène est principalement produit par les plantes et les cyanobactéries, mais il peut aussi apparaître suite à des réactions chimiques naturelles. Quant au méthane, il provient aussi bien de microbes que de processus géologiques. Il est donc difficile d’être certain que leur présence signifie la présence de vie.
C’est là que les halogénures de méthyle entrent en jeu. Ce sont des molécules composées d’un atome de carbone, trois atomes d’hydrogène et un halogène (chlore, fluor, brome, etc.). Sur Terre, ces gaz sont produits exclusivement par des organismes vivants : des bactéries, des champignons, des algues et certaines plantes. Contrairement à d’autres biosignatures plus ambigües, ces molécules ne sont donc pas produites naturellement par des réactions géologiques ou chimiques connues. Cela signifie que si on en détecte dans l’atmosphère d’une exoplanète, cela serait un signe quasi certain de vie. Mais alors, où est le piège ?
Une détection extrêmement difficile
Ces gaz sont présents en quantités infimes sur Terre. Leur concentration dans l’atmosphère est si faible que même un télescope aussi puissant que le James Webb (JWST) aurait énormément de mal à les détecter sur une exoplanète rocheuse. Pourquoi ? Parce que ces planètes sont petites et lointaines. Quand un télescope analyse leur atmosphère, il doit capter la minuscule fraction de lumière qui traverse cette enveloppe gazeuse. Or, plus un gaz est rare, plus son signal est faible. Pour une exoplanète de la taille de la Terre, ce signal est pratiquement indétectable avec nos technologies actuelles.
Tout n’est pas perdu. Les astronomes ont une idée : se tourner vers un autre type de planètes, les planètes hycéennes, des mondes recouverts d’un immense océan et enveloppés d’une atmosphère riche en hydrogène. Elles sont plus grandes que la Terre, ce qui les rend plus faciles à observer. Selon l’astrobiologiste Eddie Schwieterman, les halogénures de méthyle pourraient s’y accumuler en concentrations bien plus élevées, ce qui rendrait leur détection possible avec le JWST. Ces mondes, qui orbitent souvent autour de naines rouges, pourraient donc être nos meilleures cibles pour trouver des traces de vie dans les prochaines années.
Pablo Carlos Budassi
Un avenir prometteur avec de nouveaux télescopes
Bien que James Webb soit un formidable outil, il reste limité. Un projet européen, appelé LIFE (Large Interferometer for Exoplanets), pourrait cependant changer la donne. Prévu pour les années 2040, ce télescope révolutionnaire serait capable de détecter ces biosignatures en quelques heures seulement.
Dans le détail, le JWST observe les exoplanètes indirectement en analysant la lumière qui traverse leur atmosphère lorsqu’elles passent devant leur étoile (méthode du transit). Ce procédé limite fortement la quantité d’informations obtenues, surtout pour les petites planètes comme la Terre. LIFE utilisera en revanche plusieurs télescopes espacés qui combineront leurs signaux pour obtenir une image plus nette des exoplanètes et de leur atmosphère, un peu comme si on construisait un gigantesque télescope virtuel.
LIFE sera également conçu pour être spécialement optimisé dans l’infrarouge moyen, la gamme de longueurs d’onde où les halogénures de méthyle et d’autres biosignatures émettent leurs signaux les plus distinctifs. En outre, alors que le JWST a besoin que l’exoplanète passe devant son étoile pour analyser son atmosphère, ce qui limite énormément le nombre de cibles potentielles, LIFE captera directement l’émission infrarouge des planètes. Cela signifie qu’il pourra observer plus de cibles et plus longtemps sans attendre un transit. Encore un peu de patience, donc.
