Vous avez peut-être déjà vu les gros titres: des signes de vie auraient été découverts sur un monde extraterrestre.
Une équipe d'astronomes dirigée par Nikku Madhusudhan de l'Université de Cambridge a utilisé le télescope spatial James Webb pour rechercher des molécules intéressantes dans l'atmosphère d'une planète en dehors de notre système solaire appelé K2 18B. L'équipe dit maintenant qu'ils ont trouvé des molécules qui, sur terre, sont associées à la vie, dans une abondance difficile à expliquer autrement.
En combinant cela avec la masse, la taille et la distance de la planète de son étoile, l'équipe postule qu'il s'agit d'un monde océanique «grouillant de vie», a déclaré Madhusudhan dans une conversation en direct sur la découverte le 17 avril. «C'est le signe le plus fort à ce jour de toute possibilité d'activité biologique en dehors du système solaire», bien que davantage de données soient nécessaires, a-t-il dit.
D'autres astronomes avertissent que pleurer les «extraterrestres» est au mieux prématuré. Cela inclut Laura Kreidberg, qui étudie les atmosphères d'exoplanet avec JWST mais n'a pas été impliquée dans cette étude.
«C'est une affirmation si grandiose étant donné le niveau de preuve que nous voyons actuellement», explique Kreidberg, du Max Planck Institute for Astronomy à Heidelberg, en Allemagne.
Décomposons cette affirmation.
Que savions-nous déjà sur cette planète?
K2 18B a été découvert par des scientifiques utilisant le télescope spatial Kepler en 2015. Le monde orbite une sombre étoile rouge à environ 125 années-lumière de la Terre. C'est dans la zone habitable de l'étoile, ou la bonne distance pour que l'eau liquide soit stable à sa surface – bien que les chercheurs précédents aient noté qu'il y avait plus à être habitable que d'être simplement dans la zone.
K2 18B est plus grand que la Terre, environ 2,6 fois le diamètre de la Terre et 8,6 fois sa masse. Cela le met dans une classe de planètes appelées sous-neptunes ou mini-neptunes qui ne ressemblent à aucun des mondes de notre système solaire.
Comme nous n'avons pas d'analogue à proximité à étudier, les astronomes s'appuient sur des modèles théoriques pour comprendre la composition de ces planètes – qu'ils soient des mondes rocheux avec des atmosphères épaisses ou des mondes gazeux sans surfaces rocheuses.
Savons-nous de quoi cette planète est faite?
Peut être. Dans des études antérieures, l'équipe de Madhusudhan a suggéré une nouvelle structure pour K2 18B: un océan à eau liquide à l'échelle de la planète sous une épaisse atmosphère riche en hydrogène. Ils l'appellent un monde hycean, en utilisant un portmanteau d'hydrogène et d'océan.
La pression et la température au fond de cette atmosphère feraient fondre la roche, donc il n'y a pas de surface solide comme nous l'avons sur Terre. Mais il pourrait y avoir une couche d'eau liquide au-dessus d'une surface fondue, « un peu comme un océan flottant », explique Kreidberg.
«Cela semble si cool. J'adorerais que ce soit réel», dit-elle.
Mais elle est sceptique que ces planètes soient courantes dans l'univers, si elles existent. «Ce n'est pas impossible, mais vous devez être assez finement réglé», dit-elle. «Vous devez faire les ingrédients de la planète juste à droite – une situation d'extrême Goldilocks.»
C'est difficile à savoir avec certitude, mais si c'est ce qui se passe sur K2 18B, ce pourrait être la première planète de zone habitable dont l'atmosphère a été recherchée pour des indices de la vie.
Comment savons-nous ce qu'il y a dans son atmosphère?
K2 18B s'est fait connaître car il passe directement devant ou transit, son étoile hôte du point de vue de la Terre. Les astronomes peuvent déduire la taille de la planète en fonction de la quantité d'étoile que la planète le bloque.
Les astronomes peuvent également voir comment Starlight change alors qu'il se déplace dans l'atmosphère d'une planète. Les molécules dans l'atmosphère absorbent la lumière dans des longueurs d'onde spécifiques, laissant une empreinte chimique sur la lumière qui atteint nos télescopes. C'est comme comment vous ne pouvez pas voir à travers votre main avec vos yeux, mais les rayons X vous permettent de voir jusqu'à l'os.
De nombreuses molécules qui pourraient être des signes de vie absorbent des longueurs d'onde infrarouges de lumière. C'est là que le télescope spatial James Webb, lancé en décembre 2021, excelle.
« JWST a commencé à révolutionner ce domaine presque immédiatement », a déclaré Madhusudhan dans le discours en direct. Lui et ses collègues ont observé K2 18B avec deux des instruments de JWST dans la première année d'opérations du télescope.
En 2023, l'équipe a signalé des signes provisoires d'une molécule appelée sulfure de diméthyle, une éventuelle biosignature, dans l'atmosphère de K2 18B. En avril 2024, ils ont regardé à nouveau avec un troisième instrument JWST. Ces observations ont renforcé le cas du sulfure de diméthyle et ont détecté une autre biosignature potentielle, le disulfure de diméthyle, pour démarrer. L'équipe rapporte ses résultats le 17 avril dans le Lettres de journal astrophysique.
«Nous voyons [dimethyl sulfide] ou [dimethyl disulfide]ou les deux, dans cette planète de zone habitable, pour laquelle d'autres données suggèrent actuellement l'explication plausible la plus probable en ce moment est un monde cycéan avec un océan et une atmosphère riche en hydrogène », a déclaré Madhusudhan.« Cela va un peu plus loin. Essayer d'expliquer [dimethyl sulfide] est encore plus difficile sans vie à ce stade. »
«Je pense que les observations sont vraiment excitantes», explique l'astronome Caroline Morley de l'Université du Texas à Austin. «Cet objet est d'un grand intérêt pour la communauté, [so] Nous avons attendu de manière très anticipée ces observations. Tout le monde savait que cela venait.
Pourquoi cette molécule est-elle un signe de vie?
La marque de marque d'une biosignature est quelque chose qui est connu pour être produit par la vie et ne peut être expliqué par rien mais vie. Dans les atmosphères Exoplanet, cela signifie généralement un gaz qui est hors de l'équilibre chimique – il y en a trop à expliquer sans quelque chose sur la planète qui le produit activement.
C'est le cas pour le sulfure de diméthyle sur K2 18B, a déclaré Madhusudhan. «Ces molécules doivent être présentes en grande quantité pour qu'elles soient observables.»
Le diméthyl sulfure a été proposé comme une bonne biosignature auparavant. Sur terre, il est produit par le phytoplancton, et il n'y a aucun moyen connu pour le créer naturellement sans processus biologiques impliqués.
Il a cependant été produit dans au moins un laboratoire. Il a également été détecté dans des environnements où il n'y a pas de vie. Il a même été trouvé sur une comète qui n'est certainement pas habitée.
« Même s'il y a du sulfure de diméthyle, le connecter à cela aux biosignatures est un énorme saut que nous ne sommes pas encore prêts à faire », explique Kreidberg.
La biosignature est-elle vraiment là?
Les preuves ne sont pas assez fortes pour le dire avec certitude. La détection est à un niveau de 3 sigma de signification statistique, ce qui signifie qu'il y a une probabilité de 0,3% d'être due au hasard. L'étalon-or pour la science est de 5 sigma.
«La signification de la détection de [dimethyl sulfide] est juste à la frontière de ce que nous considéreons comme significatif « , explique Kreidberg. » Je pense que l'équipe de découverte a fait un travail attentif pour explorer de nombreuses possibilités différentes, mais ils n'ont pas tout regardé. «
Il y a plusieurs façons dont le signal pourrait ne pas être réel, dit Krediberg. Tout d'abord, il y a les données elle-même.
«C'est juste une mesure dure vraiment frictu», dit-elle. Les changements dans l'apparence de la planète que JWST détecte sont inférieurs à un centième de pour cent. C'est juste à la limite de ce que JWST peut faire. Si un pixel sur ses détecteurs est plus sensible que les autres, par exemple, cela pourrait produire un signal qui ressemble à du sulfure de diméthyle, mais n'est en fait rien.
«JWST peut faire cette science», explique Kreidberg. « Mais aucun télescope n'est parfait. Aussi merveilleux que soit JWST, il a ses verrues et tout. »
Morley est d'accord. «Je suis profondément sceptique quant à la robustesse de la détection du sulfure de diméthyle et du disulfure de diméthyle», dit-elle. «Ces observations sont difficiles à faire, difficiles à faire l'analyse des données, difficiles pour interpréter les données une fois que vous les obtenez.»
Même si le signal est réel, le connecter à une molécule spécifique est un problème difficile. Parfois, une molécule subit le signal d'un autre ou deux molécules se combinent à se masquer en troisième.
Cela s'est déjà produit pour K2 18B: en 2019, les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble pensaient avoir vu de l'eau dans l'atmosphère de K2 18B. Il s'est avéré être indiscernable du méthane.
«Nous pourrions voir un phénomène très similaire ici», explique Kreidberg. « J'ai déjà vu ce film. »
Alors, le saurons-nous jamais avec certitude?
Madhusudhan a appelé à plus d'observations et à plus d'études sur les façons de produire du sulfure de diméthyle et du disulfure de diméthyle sans biologie. « Nous devons rester extrêmement prudents », a-t-il déclaré. « Peut-être qu'il existe des moyens de produire ces molécules auxquelles nous n'avons pas pensé comme un champ. »
JWST pourrait facilement observer à nouveau K2 18B, dit Kreidberg. «Cela semble être une évidence pour le suivi», dit-elle. Il ne faudrait pas beaucoup plus de temps de télescope pour accéder à une détection de 5 Sigma. «Avec 20 ou 30 heures, nous pourrions en apprendre beaucoup plus.»
«Pour réclamer réellement une détection de la vie», dit Morley, «je pense que nous aurions besoin de mieux comprendre à quoi ressemble cette atmosphère aux autres longueurs d'onde et avec d'autres méthodes.»
Elle suggère d'observer la planète alors qu'elle se déplace derrière son étoile pour en savoir plus sur sa température et son contexte géologique. «Toutes ces données sont prises pendant le transit de la planète», dit-elle. «Nous pouvons obtenir des informations différentes pendant l'éclipse d'une planète.»
Mais il n'y a peut-être jamais un moment où les scientifiques déclarent définitivement qu'ils ont trouvé la vie extraterrestre. Les détections couleront probablement comme celle-ci: d'abord un indice provisoire, puis un peu plus de signification statistique, puis nécessite plus de données, puis un peu plus de signification. Il y aura probablement toujours de la place pour le doute.
«Le chemin vers une solide confirmation des biosignatures d'exoplanet peut être long», explique l'anthropologue Kathryn Denning de l'Université de York à Toronto. «Et cet avenir est tout à fait incertain en ce moment.» Avec des réductions de financement proposées à la NASA et aux recherches américaines, des télescopes prévus qui pourraient fournir des preuves plus définitifs, comme l'Observatoire des mondes habitables, peuvent ne pas finir par lancer.
Tout ce que les histoires sur cette détection «me stresse», ajoute Kreidberg. «En général, dans ce climat, la crédibilité des scientifiques est en jeu. Nous avons une grande responsabilité de faire du bon travail ici.
«Pour l'astronomie Exoplanet, l'une des plus grandes choses que nous voulons faire est de trouver des preuves de la vie», dit-elle. «Je ne veux pas que nous soyons dans la situation où nous sommes le garçon qui a pleuré Wolf.»