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Le 25 juillet 2016, l'Encyclopédie des planètes extrasolairesplanètes extrasolaires, site créé par l'astronomeastronome français Jean Schneider, affichait 3.477 exoplanètes confirmées. Ce chiffre témoigne de l'insistance avec laquelle l'humanité est partie scientifiquement en quête de ses origines et cherche à savoir si elle est seule dans l'univers observable. Les astrophysiciensastrophysiciens travaillant dans le domaine de l'exobiologie cherchent à déterminer au moins s'il existe de la vie ailleurs et, si possible, si cette vie a atteint le stade de l'intelligenceintelligence, fût-elle sous la forme de super IA. Sous ce dernier aspect, ce sont des technosignatures qui sont recherchées, comme par exemple sous forme de sphères de Dyson.
Sous le second aspect, celui qui se limite à la vie, il faut traquer des biosignatures dans la composition des atmosphèresatmosphères d'exoplanètes rocheuses de tailles comparables à la Terre et, surtout, dans la zone d'habitabilité autour d'une étoile. Typiquement, la présence combinée d'importantes quantités d'oxygène, d'ozoneozone, de vapeur d'eau et de méthane serait un indice convaincant d'une activité chimique qui ne pourrait être abiotiqueabiotique. Une seule de ces signatures ne prouverait rien car elle pourrait être due à la chimiechimie de la planète et pas à des organismes vivants.
Les biosignatures sont plus faciles à détecter près d'étoiles ultrafroides
Mais pour détecter ces biosignatures, il faudra attendre la mise en service d'une nouvelle génération de télescopestélescopes, comme l'E-ELT de l'ESOESO, au sol, et le télescope spatialtélescope spatial James Webb qui devrait être lancé en octobre 2018. Cela n'empêche pas les astrobiologistes de chercher des étoiles entourées d'un cortège planétaire où les chances de détecter des biosignatures sont les plus élevées.
À cet égard, des étoiles ultrafroides proches du SoleilSoleil dans la Voie lactée sont prometteuses. Ce sont des naines rougesnaines rouges très peu massives, et de ce fait très peu lumineuses, qui représentent environ 18 % des étoiles proches du Soleil, soit un nombre probable de plusieurs centaines. Leur luminositéluminosité étant très faible, de l'eau liquide ne peut exister que sur des exoplanètes très proches d'elles. Leurs périodes orbitalespériodes orbitales devraient être courtes, ce qui permet de les détecter rapidement par la méthode des transits planétaires. Comme ces étoiles sont bien moins lumineuses que le Soleil, il est en théorie plus facile d'analyser la composition des atmosphères d'exoterresexoterres potentielles lors d'un transittransit. Dans ce cas, en effet, les astrophysiciens étudient le spectre d'absorptionspectre d'absorption de la lumièrelumière de l'étoile qui a traversé l'atmosphère d'une ce de ces planètes. Avec des étoiles plus massives et plus lumineuses, cette lumière est trop noyée dans celle de l'astreastre.
Cette carte montre les étoiles visibles à l’œil nu dans un ciel bien pur dans la très étendue constellation du Verseau. Le cercle rouge indique la position de la faible et très rouge étoile naine extrêmement froide Trappist-1. Bien qu’elle soit proche du Soleil (40 années-lumière), elle est très peu lumineuse et n’est pas visible avec de petits télescopes. © ESO, IAU, Sky & Telescop
Les premières analyses d'atmosphères autour d'exoterres ?
Or, justement, le 2 mai 2016, un groupe de chercheurs utilisant un télescope nommé Trappist (pour TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), et géré par l'université de Liège, en Belgique, a annoncé avoir trouvé des exoplanètes rocheuses dans la zone d'habitabilité autour d'une étoile ultrafroide, Trappist 1, à 40 années-lumièreannées-lumière de la Terre dans la constellationconstellation du Verseau. Baptisées Trappist-1b et Trappist-1c, deux de ces exoplanètes étaient présentées comme les meilleurs cibles découvertes à ce jour pour tenter dans un avenir proche de détecter des biosignatures.
Deux jours plus tard, les astrophysiciens ont obtenu le droit d'utiliser du temps d'observation du télescope Hubble pour surprendre deux transits simultanés de ces exoplanètes afin de mieux déterminer les caractéristiques des astres. S'agissait-il bien de planètes rocheuses, comme le laissaient supposer leurs tailles, comparables à celle de la Terre ou VénusVénus, ou bien possédaient-elles une importante enveloppe gazeuse, peu propice à une vie du même type que la nôtre ?
Comme ils l'expliquent dans un article disponible sur arXiv, les spectres obtenus lors des deux transits montraient peu de différences dans une bande de longueurs d'ondelongueurs d'onde, c'est-à-dire que les creux dans la courbe de lumière de l'étoile Trappist 1 causés par l'interposition entre cette étoile et nous des deux exoplanètes ne changeaient presque pas de forme ni de profondeur selon la longueur d'onde de la lumière mesurée. Cela n'aurait pas été le cas avec un petit noyau rocheux entouré d'une vaste atmosphère. Il se confirmait donc bien que Trappist-1b et Trappist-1c sont d'authentiques planètes telluriquesplanètes telluriques comme le sont Vénus, la Terre et Mars. On a pu exclure également une atmosphère dominée par l'hydrogènehydrogène.
Les masses des exoplanètes Trappist 1b et Trappist 1c étant inconnues, on ne peut rien savoir de leurs atmosphère avec la seule connaissance de leurs tailles. Mais grâce aux observations de Hubble, les premières concernant les caractéristiques des atmosphères de planètes rocheuses de la taille de la Terre, la situation est en train de changer. Cette vidéo nous explique ce qui a été fait à ce sujet par des astrophysiciens. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Goddard
La question de la composition chimique de ces atmosphères reste cependant en suspens. Or y répondre est essentiel pour savoir si ces planètes sont des environnements favorables à la vie. Même si elles se situent bien dans la zone d'habitabilité de leur étoile, ces exoplanètes pourraient être aussi infernales que Vénus si leurs atmosphères sont constituées, comme celle de l'étoile du Bergerétoile du Berger, de gaz carboniquegaz carbonique conduisant à un puissant effet de serreeffet de serre. On ne connaît pas non plus l'effet du rayonnement de ces étoiles sur ces atmosphères. Dans le cas de Mars, celui du Soleil a conduit à une érosion de son atmosphère qui est devenue très ténue.
Il y a probablement une autre raison d'être prudent, bien que pas pessimiste, quant à la présence d'une forme de vie sur Trappist-1b et Trappist-1c. Ces deux corps, en effet, sont si proches de leur soleil qu'ils sont en rotation synchrone, présentant donc toujours une même face à Trappist 1.
Mais la chasse aux exoTerres autour des étoiles ultrafroides n'en est qu'à ces débuts. Les années 2020 pourraient bien être révolutionnaires dans le domaine de l'exobiologie.
