exobiologie - astronomie. 1 PRÉSENTATION exobiologie, discipline scientifique recherchant et étudiant la vie extraterrestre, les processus qui pourraient conduire à son développement, les techniques qui permettraient de la détecter, ainsi que la vie en général et ses origines dans l'Univers. Jusqu'à présent, aucune preuve scientifiquement acceptable de l'existence de la vie dans l'Univers extraterrestre n'a pu être mise en évidence, mais des arguments relativement solides ont été avancés pour étayer cette thèse. Les observations faites en astronomie moderne suggèrent en effet qu'un grand nombre d'étoiles peuvent être entourées de planètes, qui offriraient des conditions favorables au développement d'organismes vivants avec des structures similaires à celles qui se sont développées sur Terre. Des expériences menées en laboratoire ont démontré que la plupart des molécules essentielles à la vie « terrestre « peuvent se former dans des conditions comparables à celles qu'aurait connues la Terre il y a des milliards d'années. 2 NAISSANCE DE L'EXOBIOLOGIE L'étude de la vie extraterrestre a longtemps été considérée comme marginale par la communauté scientifique. Le développement des programmes spatiaux a sorti cette « discipline « de son exclusion. Dans le cadre des missions Apollo menées par la NASA, il a fallu tenir compte de la possibilité d'une vie extraterrestre sur la Lune en établissant, par exemple, une mise en quarantaine des échantillons lunaires, afin d'éviter tout risque de contamination par d'éventuels organismes vivant sur le satellite naturel de la Terre. L'exobiologie est alors devenue officiellement une discipline scientifique. On doit son nom à Joshua Lederberg, qui trouvait le terme « biologie extraterrestre « trop difficile à prononcer. De nombreux scientifiques restèrent sceptiques vis-à-vis de l'exobiologie, mais des découvertes sur Terre de formes de vie originales, se développant dans des environnements surprenants, permirent d'éclairer cette science d'un jour nouveau. La découverte dans des grottes sous-marines d'un écosystème qui fonctionne en l'absence de lumière solaire, puis la découverte dans les fosses sous-marines d'une forme de vie bactérienne se développant à 250 °C et sous une pression de 265 atmosphères permirent de renforcer les hypothèses de l'exobiologie. 3 TECHNIQUES D'INVESTIGATION Quatre voies principales sont utilisées en exobiologie. Cette discipline scientifique étant récente, les protocoles et les démarches employés sont en constante évolution. La première approche suppose que les processus qui se sont produits sur Terre et qui ont permis le développement de la vie, puis d'une forme de vie intelligente, ont pu se produire sur d'autres planètes. Cette approche est très spéculative car, malgré les travaux du radioastronome américain Frank Drake, rien ne vient étayer cette thèse. En extrapolant ce qui se passe sur Terre, on cherche alors à détecter des signaux dans les ondes métriques et millimétriques (les ondes radio, par exemple), émis par une forme de vie extraterrestre technologiquement avancée (voir radioastronomie). La deuxième approche, plus rationnelle, consiste à analyser des échantillons de matière extraterrestre. L'analyse est réalisée sur Terre à partir d'échantillons ramenés lors de missions spatiales ou de météorites tombées sur notre planète. On découvre régulièrement de nouvelles météorites à la surface de la Terre, dont certaines sont là depuis plusieurs milliers d'années. Les échantillons ramenés lors des missions Apollo ont fourni un matériel d'étude considérable, encore utilisé aujourd'hui. Pour les systèmes lointains, dont on ne dispose pas d'échantillon ou dont il n'est pas possible de collecter des prélèvements, on équipe des sondes de laboratoires d'analyse intégrés qui effectuent des analyses sur place. Ce fut le cas pour la sonde Viking, envoyée sur Mars par la NASA. La troisième approche est plus indirecte et adopte à nouveau le modèle de la Terre. Elle consiste à étudier les origines de la vie sur Terre pour comprendre les mécanismes qui ont conduit à son apparition, et, éventuellement, à transposer les modèles terrestres à d'autres planètes dont on connaît les caractéristiques essentielles. Enfin, la quatrième approche utilise les techniques de télédétection s'appuyant sur la spectroscopie moléculaire. On se sert d'appareils permettant de collecter le rayonnement provenant d'un système lointain et de séparer les signatures électromagnétiques des gaz qui émettent le rayonnement. Cette approche permet de rechercher, dans l'Univers, la présence de molécules que les scientifiques pensent nécessaires à la naissance de la vie. Elle est donc complémentaire de la troisième approche. 4 INDICES CHIMIQUES D'UNE « VIE EXTRATERRESTRE « L'un des grands problèmes de l'exobiologie est l'impossibilité de définir de manière universelle ce qu'est la vie. En effet, pour rechercher une forme de vie extraterrestre, encore faut-il se doter d'une définition objective du phénomène vivant. Un élément semble toutefois significatif : le vivant utilise, pour subsister et se reproduire, des flux d'énergies extérieures. Les exobiologistes partent également de l'hypothèse (émise d'après les observations terriennes) que la vie est caractérisée par un haut degré de complexité organisée à chaque niveau de sa structure. Par conséquent, la vie se caractérise également par les quantités d'informations considérables qu'elle recèle. Toute la chimie du vivant est fondée sur la chimie du carbone, puis sur celle de l'oxygène, de l'azote, de l'hydrogène, et enfin sur celle du silicium et du phosphore. Certains exobiologistes émirent l'hypothèse que des formes de vie utilisant le silicium comme matière première ont pu se développer dans l'Univers. Cette hypothèse fut ensuite abandonnée, car, outre le fait que le carbone est beaucoup plus abondant que le silicium dans l'Univers, la chimie du carbone est beaucoup plus riche et complexe que celle du silicium. Tous les systèmes vivants connus sont constitués des mêmes composants chimiques élémentaires : des protéines et des acides nucléiques. Les protéines sont elles-mêmes constituées d'une vingtaine de maillons appelés acides aminés. Une idée simple pour rechercher des traces de vie extraterrestre consiste donc à rechercher ces éléments qui composent le vivant sur notre planète. Cette démarche a le défaut de reproduire le modèle terrestre. Pourtant, l'unité observée dans ce modèle suggère que c'est bien dans la chimie qu'il faut rechercher le vivant. La simulation en laboratoire permet d'exposer un échantillon de l'atmosphère primitive présumée de la Terre à une source d'énergie, en la soumettant par exemple à une décharge électrique ou à un rayonnement ultraviolet simulant la foudre ou le rayonnement solaire. À l'issue de l'expérience, les produits résultant des différentes réactions chimiques contiennent des acides aminés, des glucides et les bases qui composent les acides nucléiques. Dans certains cas, les chercheurs ont mis en évidence la formation de grandes molécules par polymérisation (voir Polymères) de constituants isolés. Après avoir découvert ces molécules dans des météorites contenant des matériaux carbonés, les exobiologistes de la NASA ont conclu à la présence de telles molécules organiques dans le Système solaire naissant (cette conclusion a fait l'objet d'une grande controverse). En outre, les radioastronomes ont détecté plusieurs sortes de molécules dans l'espace interstellaire, dont des composés organiques complexes. Certaines de ces molécules sont considérées comme des précurseurs de l'apparition de la vie. Il est donc théoriquement possible que les réactions chimiques conduisant à l'émergence de formes vivantes soient relativement courantes dans l'Univers. 5 ÉQUATION DE DRAKE Pour évaluer le nombre de civilisations avancées pouvant exister dans la Galaxie, Frank Drake a proposé la formule N = R.fs.fp.ne.fv.fi.fc.Lf. Dans cette formule, N est le nombre de civilisations évoluées capables de coexister dans notre Galaxie. R est le taux moyen de formation d'étoiles potentiellement favorables à l'émergence de la vie ; fs, le pourcentage d'étoiles semblables au Soleil ; fp, le pourcentage d'étoiles possédant un système planétaire ; n e, le nombre de planètes convenant au développement de la vie dans chaque système planétaire ; fv, le pourcentage des planètes sur lesquelles la vie apparaît effectivement et se développe ; fi, le pourcentage de planètes sur lesquelles une vie intelligente peut se développer ; fc, le pourcentage de planètes porteuses d'une espèce intelligente pouvant engendrer une civilisation capable de communiquer à travers l'espace avec une autre civilisation ; Lf, la durée de vie d'une civilisation technologiquement évoluée. De tous ces paramètres, seul R est relativement bien connu grâce aux travaux des astrophysiciens. L'estimation de la valeur des autres paramètres est très incertaine : les différentes interprétations de la formule aboutissent à des valeurs de N comprises entre 1 (le seul cas connu est celui de la Terre) et un milliard. Entre ces deux extrêmes, certains astronomes suggèrent que le nombre de civilisations dans notre Galaxie serait compris entre un millier et un million. 6 RECHERCHE DE LA VIE D'après l'étude des planètes et des autres corps du Système solaire, il semble qu'aucun d'entre eux ne puisse abriter la vie, hormis la Terre. On ne peut pas encore envisager raisonnablement une expédition vers d'autres systèmes que le nôtre, mais des scientifiques ont depuis longtemps suggéré que d'éventuelles émissions radio produites par une civilisation avancée seraient détectables depuis la Terre. En 1960, Frank Drake avait conduit la première recherche de ce type, le projet Ozma, à l'observatoire national de radioastronomie américain. Depuis lors, différents programmes d'études des signaux radio venus du ciel ont été mis au point, notamment sur les sites d'Arecibo (à Porto Rico) et de Nançay (en France) (voir radioastronomie). En 1974, un message a été envoyé en direction de l'amas globulaire M 13 à l'aide du télescope d'Arecibo. Mais le projet le plus ambitieux est peut-être le projet SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence : Recherche d'une intelligence extraterrestre), lancé par la NASA en 1992. Il consiste à examiner les émissions radioélectriques provenant de 1 000 étoiles voisines, semblables au Soleil. En 1993, le Congrès des États-Unis a suspendu le financement du projet, la recherche ayant pu se poursuivre grâce à des fonds privés. Aujourd'hui, la communauté scientifique est très sceptique quand aux probabilités de détecter un signal provenant d'une forme de vie extraterrestre intelligente et technologiquement avancée. Actuellement, les crédits de recherches ayant fortement diminué dans la plupart des pays, l'exobiologie est généralement tributaire d'autres programmes de recherche, que ce soit en biologie ou en astrophysique. Peu de nouveaux programmes ont vu le jour. On sait maintenant que des maillons de la vie (acides aminés, bases nucléiques) existent dans l'Univers, mais les distances qui séparent notre planète de celles des autres systèmes sont telles qu'il n'est pas possible de faire des observations précises, si ce n'est dans les nuages galactiques ou dans certaines nébuleuses. La télédétection reste donc une voie royale, ainsi que l'analyse des météorites s'écrasant sur Terre. En 1996, la NASA annonçait qu'une forme de vie primitive aurait existé sur Mars il y plus de 3,6 milliards d'années. Cette déclaration, qui suscita de nombreuses réactions, trouve son origine dans l'analyse d'un rocher martien, nommé ALH84001, tombé sur notre planète il y a 13 000 ans environ, et dans lequel des « traces « d'activités biologiques et de possibles fossiles microscopiques d'organismes vivants (tels que des bactéries) ont étés retrouvés. Voir aussi espace, exploration de l' ; Mars (astronomie). Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.
