Une nouvelle étude limite considérablement la recherche d’une vie évoluée dans l’univers

Les scientifiques devront peut-être resonger à leurs estimations du nombre de planètes à l’extérieur de notre système solaire qui pourraient abriter des formes de vie riche et diversifiée.

Dans une nouvelle étude, une équipe dirigée par UC Riverside a découvert qu’une accumulation de gaz toxiques dans l’atmosphère de la plupart des planètes les rend inaptes à une vie complexe telle que nous la connaissons.

Traditionnellement, une bonne partie de la recherche de la vie extraterrestre s’est concentrée sur ce que les scientifiques appellent la “zone habitable”, définie comme la distance d’une étoile suffisamment chaude pour que l’eau liquide puisse exister à la surface de la planète. Cette description fonctionne pour les microbes unicellulaires de base, mais pas pour les créatures complexes comme les animaux, qui comprennent tout, des simples éponges aux humains.

Les travaux de l’équipe, publiés aujourd’hui dans The Astrophysical Journal, montrent que la prise en compte des niveaux prévus de certains gaz toxiques réduit d’au moins la moitié et, dans certains cas, l’élimine complètement la zone habitable d’une forme de vie complexe.

“C’est la première fois que les limites physiologiques de la vie sur Terre sont prises en compte pour prédire la distribution de la vie complexe ailleurs dans l’univers”, a déclaré Timothy Lyons, l’un des coauteurs de l’étude, éminent professeur de biogéochimie au Département des sciences terrestres et planétaires de l’UCR, et directeur du Alternative Earths Astrobiology Center, qui parraine ce projet.

“Imaginez une ‘zone habitable pour une vie complexe’ définie comme une zone sûre où il serait plausible de soutenir des écosystèmes riches comme ceux que l’on trouve aujourd’hui sur Terre”, explique Lyons. “Nos résultats indiquent que des écosystèmes complexes comme les nôtres ne peuvent exister dans la plupart des régions de la zone habitable telle que traditionnellement définie.”

À l’aide de modèles informatiques pour étudier le climat atmosphérique et la photochimie sur diverses planètes, l’équipe a d’abord étudié le dioxyde de carbone. Tout scaphandrier sait qu’une trop grande quantité de ce gaz dans le corps peut être mortelle. Mais les planètes trop éloignées de leur étoile hôte ont besoin de dioxyde de carbone – un puissant gaz à effet de serre – pour maintenir des températures au-dessus de zéro. Y compris la Terre.

“Pour maintenir de l’eau liquide à la limite extérieure de la zone habitable conventionnelle, une planète aurait besoin de dizaines de milliers de fois plus de dioxyde de carbone que la Terre n’en a aujourd’hui”, a déclaré Edward Schwieterman, auteur principal de l’étude et chercheur postdoctoral de la NASA travaillant avec Lyons. “C’est bien au-delà des niveaux connus pour être toxiques pour la vie humaine et animale sur Terre.”

La nouvelle étude conclut que la toxicité du dioxyde de carbone à elle seule limite la simple vie animale à la moitié au plus de la zone habitable traditionnelle. Pour les humains et les autres animaux d’ordre supérieur, qui sont plus sensibles, la zone de sûreté se réduit à moins d’un tiers de cette superficie.

De plus, il n’existe aucune zone de sûreté pour certaines étoiles, dont deux des plus proches voisins du Soleil, Proxima Centauri et TRAPPIST-1. Le type et l’intensité du rayonnement ultraviolet émis par ces étoiles plus froides et plus sombres peuvent entraîner des concentrations élevées de monoxyde de carbone, un autre gaz mortel. Le monoxyde de carbone se lie à l’hémoglobine dans le sang des animaux, le composé qui achemine l’oxygène dans l’organisme. Même en petites quantités, elle peut causer la mort des cellules de l’organisme par manque d’oxygène.

Le monoxyde de carbone ne peut pas s’accumuler sur Terre parce que notre soleil plus chaud et plus brillant provoque dans l’atmosphère des réactions chimiques qui le détruisent rapidement. Bien que l’équipe ait récemment conclu que les biosphères microbiennes pourraient prospérer sur une planète où le monoxyde de carbone est abondant, M. Schwieterman a souligné que “ce ne seraient certainement pas de bons endroits pour la vie humaine ou animale telle que nous la connaissons sur Terre”.

Les scientifiques ont confirmé que près de 4 000 planètes en orbite autour d’étoiles autres que le Soleil, mais qu’aucune d’entre elles ne pourra être visitée en personne. Elles sont tout simplement trop éloignées. La plus proche est Proxima Centauri b, où il faudrait 54 400 ans à atteindre actuellement avec un vaisseau spatial. L’utilisation de télescopes pour détecter l’abondance de certains gaz dans leur atmosphère est l’un des seuls moyens d’étudier ces soi-disant exoplanètes.

“Nos découvertes fournissent un moyen de décider laquelle de ces myriades de planètes nous devrions observer plus en détail”, a déclaré Christopher Reinhard, ancien étudiant diplômé du programme DUC, maintenant professeur adjoint au Georgia Institute of Technology, coauteur de cette étude et co-chef de l’équipe Alternative Earths. “Nous pourrions identifier des planètes autrement habitables avec des niveaux de dioxyde de carbone ou de monoxyde de carbone qui sont probablement trop élevés pour soutenir une forme de vie complexe.”

Les résultats des travaux antérieurs de l’équipe éclairent déjà les missions spatiales de la prochaine génération, comme le projet Habitable Exoplanet Observatory de la NASA. Par exemple, parce que l’oxygène est essentiel à la vie complexe sur Terre et peut être détecté à distance, l’équipe a étudié à quel point il peut être commun dans l’atmosphère de différentes planètes.

À part la Terre, aucune planète de notre système solaire n’abrite une vie qui peut être distinguée à une certaine distance. Si la vie existe ailleurs dans le système solaire, a expliqué Schwieterman, elle se trouve profondément sous une surface rocheuse ou glacée. Ainsi, les exoplanètes peuvent être notre meilleur espoir de trouver des mondes habitables plus semblables aux nôtres.

“Je pense que montrer à quel point notre planète est rare et spéciale ne fait que renforcer les arguments en faveur de sa protection”, a déclaré M. Schwieterman. “Jusqu’à preuve du contraire, la Terre est la seule planète dans l’univers qui peut soutenir la vie humaine.”

Source : Phys.org – Traduit par Anguille sous roche