Les extraterrestres qui respirent de l’hélium et de l’hydrogène pourraient-ils vivre sur des exoplanètes dans tout le cosmos ?
Une nouvelle étude de la vie sur Terre suggère que c’est possible. Et si c’est le cas, cela signifierait que la chasse à la vie dans l’univers pourrait devoir regarder au-delà des planètes baignant dans l’oxygène, vers celles dont l’atmosphère semble inhospitalière. Il ne fait aucun doute qu’une atmosphère oxygénée est propice à la vie, après tout, c’est ce que nous respirons sur Terre. Mais l’oxygène n’est pas courant dans le cosmos. Il représente environ 0,1 % de la masse de l’univers. L’hydrogène (92 %) et l’hélium (7 %) sont beaucoup plus courants. La planète qui domine le système solaire est Jupiter et son atmosphère est composée à 90 % d’hydrogène et à 10 % d’hélium, avec juste des traces d’autres éléments. Les planètes rocheuses comme la Terre, dont l’atmosphère est dépourvue d’hydrogène et d’hélium, ne sont qu’une petite composante des systèmes stellaires.
Avec une telle prédominance de l’hydrogène et de l’hélium dans l’univers, il serait utile de comprendre si les atmosphères composées de ces éléments pourraient accueillir la vie. Les chercheurs dirigés par la planétologue Sara Seager du MIT ont entrepris de découvrir si c’était le cas. Ils ont choisi deux formes de vie sur Terre qui pourraient exister sans oxygène : E. coli, une bactérie que l’on trouve dans les intestins de nombreux animaux, y compris les humains ; et la levure ordinaire, un champignon utilisé pour cuire le pain et fabriquer de la bière, et qui est difficile à trouver dans les magasins de nos jours.
Les scientifiques ont pris des cultures vivantes de ces deux organismes et les ont placées dans plusieurs flacons séparés et ont remplacé l’atmosphère à l’intérieur par d’autres gaz. Une série de flacons a été remplie d’hydrogène pur, tandis qu’une autre a été remplacée par de l’hélium pur. Un troisième jeu de flacons servait de contrôle et était rempli d’air normal.
Toutes les quelques heures, les scientifiques retiraient une partie des E. coli et de la levure pour savoir s’ils avaient survécu. Les deux organismes étaient capables de vivre dans toutes les atmosphères, ont rapporté les chercheurs le 4 mai dans la revue Nature Astronomy.
Étant donné que les deux organismes ont évolué sur Terre, il n’est pas surprenant qu’ils aient mieux réussi dans l’air, la croissance de l’E. coli étant deux fois plus lente et celle de la levure 2,5 ordres de grandeur plus lente que dans des conditions atmosphériques normales.
Cependant, le fait que les deux organismes aient survécu dans des environnements d’hydrogène et d’hélium purs a des conséquences potentiellement importantes pour les astrobiologistes, car cette découverte « ouvre la possibilité d’un spectre beaucoup plus large d’habitats pour la vie sur divers mondes habitables », ont écrit Seager et ses collègues dans Nature Astronomy. E. coli a également produit une série de déchets qui figurent déjà sur la liste des biosignatures possibles de la vie extraterrestre, notamment l’ammoniac, le méthanéthiole et l’oxyde nitreux.
La question est alors de savoir comment cette étude récente peut faire avancer notre recherche de la vie sur d’autres planètes.
Pendant longtemps, le domaine de l’astrobiologie a été considéré comme un domaine spéculatif – un domaine dans lequel les scientifiques envisageaient les possibilités mais sans aucune donnée pour contraindre leurs idées. Après tout, la vie sur d’autres planètes n’a jamais été observée – jusqu’à récemment, les astronomes n’étaient même pas certains que des planètes autour d’autres étoiles existaient.
Tout cela a changé il y a seulement un quart de siècle. En 1995, les astronomes de l’Université de Genève ont annoncé la découverte d’une planète en orbite autour d’une étoile ordinaire en dehors de notre système solaire. Il s’agissait de la première exoplanète observée et elle était en orbite autour d’une étoile appelée 51 Pegasi, située à environ 50 années-lumière de la Terre.
Dans les premiers temps de la découverte des planètes, les astronomes n’ont trouvé que des planètes géantes gazeuses comme notre propre Jupiter, toutes situées très près de leur étoile hôte. Pendant un certain temps, ces « Jupiters chauds » semblaient être les types d’exoplanètes les plus courants, mais cela était trompeur. Ces géantes planétaires ont été découvertes parce que la gravité de la planète a fait vaciller leur étoile mère pendant leur orbite, et les astronomes ont pu observer cette oscillation. Les grandes planètes en orbite serrée provoquent des oscillations plus importantes et plus faciles à détecter.
Tout cela a changé en 2009, lorsque le télescope spatial Kepler a été lancé. Kepler a utilisé une méthode différente pour rechercher les exoplanètes. En gros, il observe les étoiles lointaines et recherche l’ombre projetée par les planètes lorsqu’elles passent devant l’étoile mère. Kepler a cessé ses activités à la fin de 2018, mais au cours de sa quasi-décennie d’activité, il a découvert plus de 2 600 exoplanètes. Les caractéristiques de ces planètes sont diverses, mais même le programme Kepler a trouvé de nombreux Jupiters chauds.
Cependant, Kepler n’a pas été en mesure de rechercher de la vie sur ces mondes. D’une part, de nombreuses planètes qu’il a découvertes étaient si éloignées qu’il serait difficile de tenter d’obtenir des images de leur atmosphère, et d’autre part, il ne disposait pas d’instruments pour voir l’atmosphère des planètes.
Le premier problème est résolu par le TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), qui a été lancé au début de 2018 et utilise la même technique que Kepler pour étudier les étoiles proches à la recherche de planètes.
L’observation de l’atmosphère nécessite des télescopes plus puissants que Kepler ou TESS. Par exemple, la première observation de l’atmosphère d’une planète en dehors de notre système solaire a été réalisée en 2001. Les chercheurs ont utilisé le télescope spatial Hubble pour observer une étoile appelée HD 20945. Alors que la planète passait devant l’étoile, les instruments Hubble ont observé la lumière émise par le sodium, qui a été interprétée comme du sodium en suspension dans une atmosphère planétaire. Une étude supplémentaire réalisée en 2008 a également révélé que la planète était entourée d’hydrogène.
Et, bien sûr, c’est la raison pour laquelle l’étude récente du MIT est si intéressante. Les astronomes savent que l’atmosphère de Jupiter est principalement composée d’hydrogène et d’hélium, et ils ont observé une atmosphère d’hydrogène autour d’une planète en orbite autour d’une étoile lointaine. Avec cette nouvelle découverte selon laquelle la vie sur Terre peut exister dans un environnement d’hydrogène ou d’hélium pur, les astrobiologistes devraient s’assurer d’étudier le spectre de la lumière émise par les planètes enveloppées d’hydrogène, avec un œil sur les planètes rocheuses ayant de telles atmosphères, ont déclaré les chercheurs.
Pour tous ceux qui s’intéressent à la vie extraterrestre, l’avenir est très prometteur. L’observatoire TESS s’active à trouver des exoplanètes à proximité. En 2021, la NASA prévoit de lancer le très attendu télescope spatial James Webb (JWST), destiné à remplacer le télescope Hubble, qui connaît un énorme succès. Les astronomes prévoient d’utiliser le JWST pour scanner les exoplanètes connues, à la recherche des signatures de la vie. Maintenant, avec la récente étude du MIT, les astrobiologistes sont sûrs d’ajouter à la liste les planètes entourées d’hydrogène.
Source : Live Science