La plupart des astronomes conviennent que la vie est probablement courante dans tout l'univers. Bien que la Terre soit le seul monde connu à avoir la vie, nous savons que la vie est apparue au début de notre monde, et les éléments constitutifs de la vie, y compris les acides aminés et les sucres, se forment facilement. Nous savons également qu'il y a d'innombrables mondes dans le cosmos qui pourraient être à la maison à vie.
Mais juste parce que la vie est probable, cela ne signifie pas prouver que ce sera facile. De nombreuses biosignatures que nous pouvons observer peuvent également avoir des origines abiotiques. Alors, comment pouvons-nous être sûrs? Une façon consiste à comparer nos observations d'un monde habitable avec d'autres mondes du système.
Notre propre système solaire en est un bon exemple. Si les astronomes extraterrestres à des années-lumière devaient observer l'atmosphère de la Terre lorsqu'il transitait le soleil, ils trouveraient la présence d'oxygène, de vapeur d'eau et de méthane, qui peuvent tous indiquer la présence de la vie. Cela suggérerait la présence de la vie mais ne le prouverait pas. Cependant, s'ils comparaient l'atmosphère de la Terre à ceux de Mars et Vénus, la Terre se démarquerait.
Nos mondes et sœurs ont des atmosphères sèches de dioxyde principalement en carbone. Étant donné que les planètes d'un système solaire ont des compositions chimiques similaires, le fait que l'atmosphère de la Terre se démarque fait valoir la présence de la vie. Si la Terre, la Vénus et Mars avaient tous des atmosphères riches en eau et en oxygène, cela affaiblirait le cas pour la vie sur Terre.
C'est l'idée derrière une nouvelle étude publiée sur le arxiv serveur de préimprimée. Les auteurs proposent que plutôt que de regarder les atmosphères des mondes individuels, nous devrions regarder les atmosphères de plusieurs planètes au sein d'un système. Étant donné que la plupart des mondes sont probablement stériles, un monde de vie se démarquera.
L'équipe a examiné notre système solaire et le système Trappist-1. Pour notre système, les résultats sont manifestement évidents. L'atmosphère de la Terre est si unique que la vie est facile à détecter par rapport au reste du système.
Pour Trappist-1, les choses sont probablement plus subtiles. Le système a sept mondes de la taille de la Terre et, puisqu'ils orbitent tous à proximité de leur étoile naine rouge, ils sont probablement verrouillés par les marées. Comme le montrent les auteurs, même si l'un des mondes trappistes nourrit la vie, son atmosphère ne se démarquera pas nécessairement comme la Terre.
Les auteurs proposent donc d'utiliser les atmosphères des sept mondes pour former ce qu'ils appellent une base de référence abiotique. Ils considèrent plusieurs molécules qui sont relativement faciles à détecter dans les atmosphères d'exoplanet, notamment l'oxygène, le méthane, l'oxyde nitreux et la phosphine.
Pris individuellement, chacune de ces molécules a des origines biotiques et abiotiques, donc le fait que l'atmosphère d'une planète les contient n'est pas concluante. Mais avec une base abiotique pour le système, les astronomes pourraient identifier une planète qui est une anomalie statistique. Si une planète trappiste a un nombre anormal de ces molécules, ce serait une preuve solide de la présence de la vie.
Les auteurs notent que cette approche ne serait toujours pas concluante. Mais en identifiant des candidats inhabituellement forts à la vie, les astronomes pourraient alors recueillir plus de données pour prouver la présence de la vie.
