image : "Pale Blue Dot" est une photographie de la Terre prise le 14 février 1990 par Voyager 1 de la NASA à une distance de 3,7 milliards de miles (6 milliards de kilomètres) du Soleil. La Terre presque invisible est le pâle point bleu dans le premier tiers de la pâle trainée verticale. L'image a inspiré le titre du livre du scientifique Carl Sagan, "Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space", dans lequel il écrit : "Regardez encore ce point. C'est ici. C'est chez nous. C'est nous.".
Une biosignature est un signal qui suggère la présence de vie ou encore une chimie particulière formée par le vivant. Nous n'ayons pas encore identifié de biosignatures extraterrestres.
La recherche de biosignatures pour détecter la vie dans l'Univers est un domaine fascinant de l'astrobiologie.
Le télescope spatial James Webb (JWST), lancé le 25 décembre 2021, a la possibilité de détecter des biosignatures. Il est équipé de quatre instruments scientifiques qui lui permettent d'observer les exoplanètes et leurs atmosphères dans l'infrarouge. Cette gamme de longueurs d'onde est particulièrement intéressante pour la recherche de biosignatures, car elle permet de détecter des molécules organiques complexes qui pourraient être produites par des organismes vivants. Les techniques d'observation utilisées sont la spectroscopie, la photométrie, la polarimétrie, toutes basées sur l'analyse de la lumière émise ou réfléchie par les planètes.
Le télescope spatial James Webb n'est pas capable de détecter des traces de vie à la surface des exoplanètes. Pour détecter des traces de vie à la surface des exoplanètes, il faudrait pouvoir observer la planète directement, sans être gêné par l'atmosphère. Cela nécessiterait un télescope beaucoup plus puissant que le JWST.
Il est seulement capable d'observer leur atmosphère.
Cependant, le télescope spatial James Webb est capable d'observer à la fois des biosignatures directes et indirectes, dans l'atmosphère des exoplanètes.
Les biosignatures directes concernent la présence de molécules organiques complexes, telles que les acides nucléiques, les protéines et les lipides, les biomolécules ou les cellules vivantes.
Les biosignatures directes sont difficiles à détecter, à cause de la faible luminosité des exoplanètes, beaucoup plus petites que les étoiles. La lumière provenant d'une exoplanète est mélangée avec la lumière provenant de son étoile hôte. Cela rend difficile l'identification des signatures spectrales spécifiques des biomolécules.
De plus, les atmosphères des exoplanètes peuvent être complexes, et certaines biosignatures peuvent être confondues avec des processus non biologiques. Par exemple, la présence d'oxygène dans une atmosphère peut être liée à des processus géochimiques plutôt qu'à des processus biologiques.
Enfin, il est très difficile de prédire quelles biosignatures nous devrions rechercher.
Bien que difficiles à détecter, les biosignatures directes constitueraient des preuves irréfutables de la vie. En raison de ces défis, les scientifiques s'appuient aussi sur des techniques indirectes, telles que l'analyse spectrale de l'atmosphère des exoplanètes.
Les biosignatures indirectes concernent la présence de gaz atmosphériques, tels que l'oxygène, l'ozone, le méthane, la phosphine, le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone ou la vapeur d'eau. Ces gaz peuvent être produits par des organismes vivants. Ils sont plus faciles à détecter, mais également plus ambigus. Cependant, ces traces peuvent fournir des indices précieux sur la présence de vie, même si elles ne constituent pas une preuve concluante.
- L'oxygène (O2) de l'atmosphère terrestre est principalement produit par la photosynthèse des plantes. La détection d'une grande quantité d'oxygène dans l'atmosphère d'une planète pourrait suggérer la présence de vie photosynthétique.
- L'ozone (O3) est produit par l'interaction de l'oxygène avec la lumière ultraviolette et peut suggérer des processus biologiques actifs.
- Le méthane (CH4) est produit par certains types de bactéries. La détection de niveaux significatifs de méthane peut indiquer des processus biologiques en cours.
- La phosphine (PH3) est un composé chimique inorganique, ce qui signifie qu'elle ne contient pas de carbone, mais elle est produite naturellement par la décomposition de la matière organique, comme la matière animale ou végétale en décomposition.
- Le dioxyde de soufre (SO2) peut être émis par certaines formes de vie mais aussi par des volcans comme sur Terre.
- Le dioxyde de carbone (CO2) est un sous-produit courant de la respiration et de la décomposition des organismes vivants. Une concentration élevée de CO2 dans l’atmosphère d'une exoplanète pourrait indiquer la présence vie, cependant l'activité volcanique produit aussi du CO2.
- La vapeur d'eau (H2O) dans l'atmosphère est également un facteur important, car l'eau est essentielle à la vie telle que nous la connaissons.
En résumé, si ces gaz peuvent être des biosignatures indirectes, leur présence seule ne suffit pas comme preuve définitive. En fin de compte, la recherche de biosignatures nécessite des preuves extraordinaires pour étayer des affirmations extraordinaires, comme le disait Carl Sagan (1934-1996), scientifique et astronome américain.
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