La vie est compliquée, et pas seulement dans un sens philosophique. Mais une chose simple que nous savons sur la vie est qu'elle nécessite de l'énergie et pour obtenir cette énergie, il a besoin de certains éléments fondamentaux. Un nouvel article publié dans The Open Journal of Astrophysics par Giovanni Covone et Donato Giovannelli de l'Université de Naples explique comment nous pourrions utiliser cette contrainte pour réduire notre recherche d'étoiles et de planètes qui pourraient potentiellement abriter la vie. Pour le dire simplement, s'il n'a pas beaucoup de parties constituantes des « blocs de construction » de la vie, alors la vie n'existe probablement pas là-bas.
Alors, comment passer de l'énergie à avoir besoin d'éléments? La vie obtient une grande partie de son énergie à partir d'un phénomène physique appelé « déséquilibre thermodynamique » – en ce qui concerne la façon de dire qu'un « système » de nature a une certaine énergie potentielle, que ce soit thermique, mécanique, chimique ou radiatif. L'une des façons les plus courantes pour la vie de profiter d'une déséquilibre est par un processus appelé réaction de réduction-oxydation (redox).
Les réactions redox sont courantes en chimie et impliquent généralement le transfert d'un électron, qui implique elle-même une libération d'énergie. Cette énergie est ce que la vie utilise pour se propager et pour faciliter ces types de réactions, il utilise des protéines appelées odoréductases. Chacune de ces protéines nécessite au moins un métal dans le cadre de leur structure chimique.
Pour clarifier, ce sont des métaux au sens de la chimie, et non l'astronomique, qui classe tout élément plus haut sur le tableau périodique que l'hydrogène en tant que «métal». Par exemple, le nickel et le fer sont des composants clés des protéines qui prennent des électrons de l'hydrogène, tandis que le cuivre est un composant clé des protéines qui redox l'oxygène.
Les archéologues ont remarqué que la disponibilité de ces métaux a affecté le cours de la vie sur Terre. Leur disponibilité change basé sur des événements comme la tectonique des plaques, le volcanisme comme les pièges Deccan, ou le « grand événement d'oxydation » il y a 2,3 milliards d'années, lorsque les cyanobactéries ont libéré tant d'oxygène dans l'atmosphère de la Terre qu'elle a radicalement changé la biosphère de la planète. Ce changement comprenait un événement d'extinction massif, mais a également donné à la vie la capacité de développer une respiration aérobie, finalement ouvrant la voie au développement des animaux.
Étant donné l'impact connu de la disponibilité de ces éléments sur l'évolution de la vie, les Drs. Covone et Giovannelli ont avancé un argument raisonnable – s'ils sont si importants, pourquoi ne vérifions-nous pas les étoiles et les planètes pour voir s'ils ont ces éléments en abondance comme moyen de les préséminer pour une enquête astrobiologique.
Il y a des milliers d'exoplanètes qui pourraient faire des objectifs intéressants pour ces enquêtes, et probablement des millions d'autres que nous découvrirons alors que nous poursuivons notre enquête sur la galaxie. Les trier et les prioriser deviennent de plus en plus importants car l'humanité est limitée dans le nombre d'observatoires capables de vérifier les biosignatures concrets.
En règle générale, ce processus de dépistage est effectué en examinant la disponibilité de trois choses: énergie libre, eau liquide et chnops (carbone, hydrogène, azote, oxygène, phosphore et soufre). Cependant, les auteurs soutiennent que ceux-ci sont tous relativement abondants dans la galaxie, et les contraintes sur les métaux du nombre atomique plus élevés, comme celles trouvées dans les protéines utilisées pour les réactions redox, sont en fait beaucoup plus de contrainte que les trois paramètres de recherche typiques.
En restreignant davantage leur recherche aux étoiles et aux planètes qui ont une abondance de ces matériaux critiques, ils pourraient sauver des ressources d'observation rares pour des cibles qui ont une probabilité plus élevée de nourrir réellement la vie.
Heureusement, des missions comme l'observatoire Platon à venir de l'ESA vérifieront déjà les spectroscopies des exoplanètes pour les Chnops, et le faire pour les biométaux discutés dans l'article seraient collectés dans le même ensemble de données. Tout ce que les scientifiques devraient faire est d'ajouter une catégorie de dépistage supplémentaire à tous les systèmes marqués pour un suivi.
Cependant, cela entre dans un domaine complexe, comme nous l'avons rapporté sur d'autres articles qui montrent une étoile plus élevée de « métallicité » a tendance à avoir moins de rayonnement UV, provoquant moins de développement de couches d'ozone critiques. Il existe de nombreux facteurs complexes qui entrent dans la recherche de la vie, et continuellement les rechercher est le meilleur moyen de continuer à les affiner. Cet article ajoute une autre considération, particulièrement unique, au mélange.
