Que devons-nous trouver si nous voulons découvrir une autre Terre ? Si une exoplanète est trop éloignée pour que même les télescopes les plus puissants puissent rechercher directement de l’eau ou certaines biosignatures, y a-t-il autre chose qui pourrait nous renseigner sur la possibilité d’habitabilité ? La réponse pourrait être le dioxyde de carbone.
Menée par Amaury Triaud et Julien de Wit, une équipe internationale de chercheurs propose désormais que l’absence de CO2 dans l’atmosphère d’une planète augmente potentiellement les chances de présence d’eau liquide à sa surface. L’atmosphère terrestre est dépourvue de CO2. Contrairement à Mars et Vénus sèches, qui ont de fortes concentrations de CO2 Dans leur atmosphère, les océans de notre planète ont extrait d’immenses quantités de dioxyde de carbone de l’atmosphère parce que le gaz se dissout dans l’eau. CO2 les déficits dans les atmosphères des exoplanètes pourraient signifier la même chose.
Une autre molécule pourrait être le signe d’une planète habitable : l’ozone. De nombreux organismes sur Terre (en particulier les plantes) respirent du dioxyde de carbone et libèrent de l’oxygène. Cet oxygène réagit avec la lumière du soleil et devient O3, ou ozone, qui est plus facile à détecter que l’oxygène atmosphérique. La présence d’ozone et l’absence de dioxyde de carbone pourraient signifier une planète habitable, voire habitée.
Quelqu’un – ou quoi que ce soit – là-bas ?
Il existe une différence entre une planète en orbite dans ce qui est considéré comme une zone habitable et l’habitabilité réelle. L’habitabilité est définie par les chercheurs comme « la capacité d’une planète à retenir de grands réservoirs d’eau liquide de surface », comme ils l’indiquent dans une étude récemment publiée dans Nature Astronomy.
Prouver que l’eau existe réellement pourrait hypothétiquement se faire de plusieurs manières. Le problème est que la plupart des télescopes existants, aussi avancés soient-ils, sont incapables de tous les réaliser. Trouver de l’eau liquide à des années-lumière n’est pas aussi simple que de voir la lueur d’un lac, bien que cela soit possible à de courtes distances, comme celles de notre propre système solaire. (Lorsque la lumière du soleil se reflète sur un corps liquide à la surface, ce que les scientifiques appellent un « reflet » peut être vu, c’est ainsi que les lacs et les océans de la lune Titan de Saturne ont été découverts.)
Au-delà de l’eau, d’autres facteurs pourraient déterminer l’habitabilité. Outre les propriétés atmosphériques, celles-ci incluent (sans s’y limiter) l’orbite d’une planète, la tectonique des plaques, les champs magnétiques et la manière dont elle est affectée par son étoile.
Quand moins c’est plus
Triaud, de Wit et leur équipe soutiennent qu’il vaut la peine d’essayer d’identifier des planètes potentiellement habitables appartenant à un système similaire au nôtre. S’il existe un système avec plusieurs planètes telluriques de taille proche et possédant des atmosphères, cela permet de comparer la teneur en dioxyde de carbone de leurs atmosphères et de voir s’il y a un déficit important sur une ou plusieurs planètes par rapport aux autres.
Alors qu’un CO2 Ce déficit ne garantit pas qu’il y ait de l’eau liquide à la surface, il devrait donner aux scientifiques une raison d’observer de plus près la ou les planètes en question. Nous n’avons pas besoin de regarder bien loin de la Terre pour comprendre pourquoi cela a du sens. Non seulement la majeure partie du dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère de notre planète a été épuisée par les océans, mais la tectonique des plaques l’enfouit également dans la croûte. La quantité de dioxyde de carbone atmosphérique de la Terre primitive qui s’est retrouvée piégée dans les roches est presque égale à la quantité de CO2 dans toute l’atmosphère de Vénus.
Il y a un autre avantage à rechercher ce déficit. Parce qu’il s’agit d’un absorbeur de lumière infrarouge particulièrement puissant, le CO2 est plutôt facile à détecter. Les télescopes qui existent aujourd’hui, notamment le télescope James Webb de la NASA et le très grand télescope de l’ESO, ainsi que le prochain télescope extrêmement grand de l’ESO, ont une vision infrarouge qui peut facilement rechercher du CO.2 signatures.
Et si nous trouvions une planète présentant un déficit de CO2 et la présence d’ozone ? Les chercheurs pensent que la combinaison des deux pourrait signifier non seulement quelques formes de vie microbiennes mais, du moins hypothétiquement, une planète vivante avec des organismes.
« La vie sur Terre façonne la planète », a déclaré l’équipe dans la même étude. « La vie façonnant les planètes est vraiment ce que recherchent les astronomes. »
Astronomie de la nature, 2023. DOI : 10.1038/s41550-023-02157-9