Des astronomes ont simulé ce à quoi ressemblerait la Terre si elle était dépourvue de vie. L'objectif est d'isoler les conséquences des êtres vivants sur l'atmosphère, afin de savoir ce qu'il faut rechercher sur d'autres planètes. Cette approche s'appuie sur une étude de l'Université de Washington.
- Des chercheurs ont simulé une Terre sans vie pour mieux comprendre l'impact du vivant sur l'atmosphère.
- Le modèle aide à distinguer les gaz produits par des processus abiotiques de ceux liés à la vie.
- La simulation suit une Terre fictive pendant 4,5 milliards d'années en reproduisant ses caractéristiques physiques clés.
- Ce modèle peut être adapté à d'autres planètes rocheuses pour identifier les meilleures candidates à la vie.
Au fil des progrès des connaissances et des moyens techniques, les astronomes recensent de plus en plus d'exoplanètes dans la Voie lactée. La Nasa en compte plus de 6 000 confirmées. Certaines se trouvent dans la zone dite habitable de leur étoile, là où de l'eau à l'état liquide pourrait exister. D'autres présentent d'importantes similarités avec la Terre et seraient, d'après ce que l'on en observe, susceptibles d'accueillir des formes de vie.
Ces biosignatures, c'est-à-dire les marques révélatrices d'une vie extraterrestre, restent cependant invisibles. C'est pourquoi une équipe de l'Université de Washington explore une autre piste, présentée dans une étude publiée le 18 septembre dans la revue The Planetary Science Journal. Elle consiste à simuler une Terre dépourvue de vie. Selon le communiqué de l'université publié le 2 novembre, la chercheuse Samantha Gilbert-Janizek, autrice principale, a mené ces travaux pendant son doctorat d'astronomie à l'Université de Washington. Elle est aujourd'hui chercheuse postdoctorale à l'Université de Californie à Riverside. Selon elle, « ce modèle peut nous aider à voir comment les mondes non habités mais habitables peuvent imiter les planètes où il y a des êtres vivants ».
Les faux positifs dans la chasse aux aliens
Lorsqu'ils scrutent les exoplanètes qui pourraient ressembler à la Terre, les astronomes sont confrontés à de nombreux faux positifs. Certains mondes possèdent une atmosphère contenant du méthane, du dioxyde de carbone ou d'autres gaz pouvant être produits par des êtres vivants. Dans le Système solaire lui-même, des signaux ont suscité le doute. Ce fut le cas de la phosphine, annoncée dans l'atmosphère de Vénus en 2020, une détection depuis très contestée. Plus récemment, le rover Perseverance a analysé un échantillon martien qui aurait pu être altéré par des bactéries.
La question reste la même dans chaque cas : ces indices pourraient-ils apparaître en l'absence de tout processus biologique ? Le modèle de Samantha Gilbert-Janizek vise justement à distinguer, dans l'atmosphère terrestre, ce qui relève du vivant et ce qui s'explique par des mécanismes abiotiques.
Un modèle idéal à comparer
Pour y parvenir, la chercheuse a utilisé un modèle déjà développé dans le laboratoire de Rory Barnes, astronome à l'Université de Washington. Ce modèle simulait le cœur, le manteau et la croûte de la planète, ainsi que le rayonnement de son étoile. Elle y a ajouté des paramètres pour étendre l'analyse à la surface et, surtout, à l'atmosphère, la partie des exoplanètes lointaines que les télescopes parviennent le mieux à analyser.
Dans cette simulation, la Terre fictive naît il y a 4,5 milliards d'années et l'exercice la suit jusqu'à 500 millions d'années dans le futur. Elle possède une atmosphère et des océans, mais aucune vie. Le modèle reproduit notamment la chaleur reçue du Soleil, les échanges de chaleur et d'éléments chimiques entre le cœur et la surface, ainsi que les gaz qui s'échappent du sous-sol. Au total, il reproduit correctement 19 propriétés de la Terre qui ne dépendent pas de la vie, comme le flux de chaleur à travers le manteau.
Le modèle peut ensuite être adapté à n'importe quelle planète rocheuse. Les chercheurs y saisissent les caractéristiques de base de l'exoplanète étudiée, lancent la simulation et vérifient si elle reproduit l'atmosphère réellement observée. Si c'est le cas, la planète n'abrite probablement pas de vie telle qu'on la connaît. Si la simulation échoue, un autre phénomène pourrait altérer cette atmosphère, peut-être un premier indice de biosignature.
Les auteurs de l'étude restent prudents : le modèle ne permettra pas d'identifier immédiatement une exoplanète habitée. Il pourra en revanche aider à déterminer quels mondes figurent parmi les meilleurs candidats.
