La découverte d'une molécule sur Vénus complique la détection de la Vie sur Mars

Une équipe franco-belge et russe a découvert sur VénusVénus une molécule de CO₂ atypique. Elle joue très probablement un rôle dans l'effet de serreeffet de serre de cette planète et sa présence dans l'atmosphèreatmosphère de Mars, ou d'autres exoplanètes, compliquerait la détection de traces de vie.

Les atomes possèdent des niveaux d'énergies, d'après la mécanique quantique, mais ils ne sont pas les seuls. Les molécules, elles aussi, peuvent émettre et absorber de la lumièrelumière avec une série de niveaux d'énergies bien spécifiques, et qui peuvent servir à les identifier, par exemple lorsque l'on analyse la lumière en provenance des étoilesétoiles. Toutefois, les niveaux d'énergie peuvent être si serrés qu'ils constituent ce qu'on appelle des bandes d'émissionsémissions et d'absorptionsabsorptions dans les spectresspectres, par opposition aux raies assez fines des atomes. Tels des codes barres dans le spectre « arc en ciel » de la lumière des corps célestes, ces bandes et ces raies constituent de véritables cartes d'identité des atomes et des molécules.

Si l'on remplace un atome d'une molécule par l'un de ses isotopesisotopes - le résultat est un isotopologueisotopologue -, on peut changer légèrement le spectre d'émissionspectre d'émission et d'absorption de la molécule. Bien que rare dans l'atmosphère terrestre, celui d'un isotopologue de la molécule de CO₂, dans laquelle un des atomes d'oxygèneoxygène ¹⁶O (avec 8 protonsprotons et 8 neutronsneutrons) est combiné avec son isotope ¹⁸O (8 protons et 10 neutrons), semblait assez bien connu jusqu'à aujourd'hui.

Or, suite à la découverte de cette molécule dans l'atmosphère de Vénus par un groupe de chercheurs européens mené par Jean-Loup Bertaux et Ann Carine Vandaele, à l'aide de l'instrument SOIR embarqué sur Venus ExpressVenus Express, on sait maintenant qu'elle possède aussi une série de bandes d'absorption inconnue jusqu'à présent.

Photo l'atmosphère de Vénus prise par la sonde Vénus express (Crédits: Esa/Virtis/INAF-IASF/Obs. de Paris-Lesia).

Tout a commencé quand les chercheurs ont observé la disparition du SoleilSoleil derrière Vénus à partir de la sonde européenne en orbiteorbite autour de la planète. Cette technique de mesure, connue sous le nom d'« occultationoccultation solaire », permet de détecter différentes molécules présentes dans une atmosphère planétaire, responsables de l'absorption d'une partie de la lumière de notre étoile, précisément en raison des niveaux d'énergie serrés constituant des bandes d'absorption.

En recherchant la signature de la molécule d'acide chlorhydriqueacide chlorhydrique (HCl) dans la région du spectre entourant une longueur d'ondelongueur d'onde de 3,3 micronsmicrons, de mystérieuses bandes furent découvertes. En l'absence d'interprétation évidente à partir des banques de données archivant les spectres connus sur Terre, les chercheurs ne firent pas part de leur découverte. C'est alors que Mike Mumma, un chercheur Américain, leur demanda s'ils n'avaient pas déjà observé dans l'atmosphère de Vénus les bandes d'absorptions bizarres qu'il venait de découvrir dans l'atmosphère de Mars, à partir de mesures au sol à l'observatoire d'Hawaï.

L'effet de serre dans l'atmosphère de Vénus (Crédit : Esa).

Remarquablement, elles étaient identiques et les chercheurs s'aperçurent bientôt en affinant leurs recherches qu'il devait s'agir de l'isotopologue du CO₂ mentionné précédemment. Son abondance par rapport au CO₂ classique, constituant majoritairement l'atmosphère de Vénus, est plus importante que sur Terre. On peut de plus montrer que celle-ci est complètement opaque dans la région occupée par les bandes d'absorptions nouvellement découvertes, ce qui veut dire que la molécule doit contribuer à l'effet de serre de Vénus.

Là où les choses se corsent, c'est que cette molécule avec un isotope de l'oxygène vient en quelque sorte contaminer l'une des régions du spectre où l'on pourrait observer des traces de molécules liées à des organismes vivants. Cette perturbation pourrait rendre plus difficile la détection de la vie sur Mars, ou ailleurs dans l'UniversUnivers, par ce moyen.