Représentation artistique d'une vue sur un monde hycéen. Crédit : Shang-Min Tsai/UCR
Des recherches récentes révèlent que les affirmations sur la détection de gaz biosignatures étaient prématurées.
Des rapports récents de NASAc'est Télescope spatial James Webb trouver des signes de vie sur une planète lointaine a naturellement suscité l’enthousiasme. Une nouvelle étude remet en question cette découverte, mais explique également comment le télescope pourrait vérifier la présence du gaz produit par la vie.
L'étude UC Riverside, publiée dans le Lettres de journaux astrophysiquespeut être une déception pour les passionnés d’extraterrestres mais n’exclut pas la possibilité d’une découverte dans un avenir proche.
Preuve de vie sur K2-18b
En 2023, des rapports alléchants ont fait état d'un gaz biosignature dans l'atmosphère de la planète K2-18b, qui semblait réunir plusieurs conditions qui rendraient la vie possible.
De nombreuses exoplanètes, c’est-à-dire des planètes en orbite autour d’autres étoiles, ne sont pas facilement comparables à la Terre. Leurs températures, atmosphères et climats font qu’il est difficile d’y imaginer une vie de type terrestre.
Le concept de l'artiste montre à quoi pourrait ressembler l'exoplanète K2-18 b sur la base de données scientifiques. Crédits : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), Nikku Madhusudhan (IoA)
Conditions uniques sur K2-18b
Cependant, le K2-18b est un peu différent. « Cette planète reçoit presque la même quantité de rayonnement solaire que la Terre. Et si l'atmosphère est supprimée, K2-18b a une température proche de celle de la Terre, ce qui constitue également une situation idéale pour trouver la vie », a déclaré Shang-Min Tsai, scientifique du projet UCR et auteur de l'article.
L'atmosphère du K2-18b est principalement composée d'hydrogène, contrairement à notre atmosphère à base d'azote. Mais il y avait des spéculations selon lesquelles K2-18b aurait des océans d'eau, comme la Terre. Cela fait de K2-18b un monde potentiellement « hycéen », ce qui signifie une combinaison d’une atmosphère d’hydrogène et d’océans d’eau.
Découvertes du télescope spatial James Webb
L’année dernière, une équipe de Cambridge a révélé du méthane et du dioxyde de carbone dans l’atmosphère de K2-18b à l’aide du JWST – d’autres éléments qui pourraient indiquer des signes de vie.
« Ce qui était la cerise sur le gâteau, en termes de recherche de vie, c'est que l'année dernière, ces chercheurs ont signalé une tentative de détection de sulfure de diméthyle, ou DMS, dans l'atmosphère de cette planète, qui est produit par le phytoplancton océanique de la Terre. » » dit Tsai. Le DMS est la principale source de soufre en suspension dans l’air de notre planète et pourrait jouer un rôle dans la formation des nuages.
Dans cette illustration, le pare-soleil multicouche du télescope spatial James Webb de la NASA s'étend sous le miroir en nid d'abeille de l'observatoire. Crédit : NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
Défis liés à la détection des DMS
Les données du télescope n'étant pas concluantes, les chercheurs de l'UCR ont voulu comprendre si suffisamment de DMS pouvait s'accumuler à des niveaux détectables sur K2-18b, qui se trouve à environ 120 années-lumière de la Terre. Comme pour toute planète aussi éloignée, il est impossible d’obtenir des échantillons physiques de produits chimiques atmosphériques.
« Le signal DMS du télescope Webb n'était pas très fort et n'apparaissait que de certaines manières lors de l'analyse des données », a déclaré Tsai. « Nous voulions savoir si nous pouvions être sûrs de ce qui semblait être un indice concernant DMS. »
Résultats de l'étude et perspectives d'avenir
Sur la base de modèles informatiques prenant en compte la physique et la chimie du DMS, ainsi que l'atmosphère à base d'hydrogène, les chercheurs ont constaté qu'il est peu probable que les données montrent la présence de DMS. « Le signal chevauche fortement celui du méthane, et nous pensons que la détection du DMS du méthane dépasse les capacités de cet instrument », a déclaré Tsai.
Cependant, les chercheurs pensent qu’il est possible que le DMS s’accumule jusqu’à des niveaux détectables. Pour que cela se produise, le plancton ou toute autre forme de vie devrait produire 20 fois plus de DMS que ce qui est présent sur Terre.
Améliorer les techniques de détection
Détecter la vie sur les exoplanètes est une tâche ardue, compte tenu de leur distance par rapport à la Terre. Pour trouver le DMS, le télescope Webb devrait utiliser un instrument mieux capable de détecter les longueurs d'onde infrarouges dans l'atmosphère que celui utilisé l'année dernière. Heureusement, le télescope utilisera un tel instrument plus tard cette année, révélant définitivement si le DMS existe sur K2-18b.
Perspectives sur la recherche sur les exoplanètes
« Les meilleures biosignatures sur un exoplanète peuvent différer considérablement de ceux que nous trouvons aujourd’hui les plus abondants sur Terre. Sur une planète avec une atmosphère riche en hydrogène, nous pourrions être plus susceptibles de trouver du DMS produit par la vie au lieu de l'oxygène produit par les plantes et les bactéries, comme sur Terre », a déclaré l'astrobiologiste de l'UCR Eddie Schwieterman, auteur principal de l'étude.
Compte tenu de la complexité de la recherche de signes de vie sur des planètes lointaines, certains s’interrogent sur les motivations continues des chercheurs.
« Pourquoi continuons-nous à explorer le cosmos à la recherche de signes de vie ? Imaginez que vous campez à Joshua Tree la nuit et que vous entendez quelque chose. Votre instinct est de faire la lumière pour voir ce qui se passe. C'est ce que nous faisons aussi, d'une certaine manière », a déclaré Tsai.
