La recherche de la vie extraterrestre a été relancée ces dernières années avec la découverte d’un nombre impressionnant d’exoplanètes, c’est-à-dire de planètes tournant autour d’autres étoiles que notre Soleil. Les chercheurs ont à nouveau le droit de parler de recherche d'E.T. sans passer pour de gentils hippies qui jettent l’argent public dans l’espace intersidéral.

Parce que, oui, on y croit ! Notre galaxie contient des centaines de milliards d’étoiles et probablement autant de planètes. Même en enlevant les planètes géantes gazeuses genre Jupiter, celles qui sont carbonisées par leur étoile ou congelées parce que trop loin, ça fait encore un sacré paquet de possibilités pour la vie de se développer. Même si, soyons honnêtes, je ne vous parle pas de bestioles type E.T., petits petons, doigt rouge et tête de jambon, mais déjà simplement d’une forme de bactéries.

A la recherche de biosignatures

Pour tenter de détecter la vie actuelle ou passée, on peut rechercher des biosignatures, c’est-à-dire des signes qui ne peuvent être produits que par des êtres vivants. Etant donné l’éloignement notoire de ces planètes, hors de question d’aller se balader là-bas pour y ramasser des fossiles ou trouver des ruines de cité antique. Sans bouger de la Terre, on pourrait par contre observer par exemple une composition particulière de l’atmosphère de la planète. Sur Terre, on sait par exemple que la grande proportion d’oxygène et la petite quantité de méthane sont dues à l’activité vivante. Sans elle, ces gaz disparaîtraient assez rapidement. Trouver ces gaz dans l’atmosphère d’une planète serait une bonne indication que, peut-être, il s’y passe quelque chose de vivant !

Cela dit, par où commencer ? Comment réduire un peu le champ de recherche ? C’est la question que s’est posée Giada N. Arney, chercheuse à la NASA. Nous savons que la vie a besoin de temps pour se créer, alors quoi de mieux qu’une étoile qui vit longtemps ? Les étoiles n’ont en effet pas toutes la même durée de vie. Si notre Soleil vit une dizaine de milliards d’années, les plus massives (qui brûlent leur carburant beaucoup plus vite) peuvent vivre seulement 60 millions d’années, tandis que les plus petites, qu’on dit de type M, seront encore là dans des centaines de milliards d’années.

L'étoile de type K : idéale pour l'émergence de la vie

Le problème avec ces toutes petites étoiles, c’est qu’elles ont souvent une jeunesse turbulente. De grosses éruptions de matière très fréquentes et intenses, qui seraient tout à fait capable de griller un début de vie sur une planète. Arney propose alors que les étoiles un peu plus grosses, de type K, soient les étoiles idéales pour voir la vie émerger sur leurs planètes.

Les étoiles de type K vivent longtemps et ont de plus un autre avantage. La biosignature oxygène-méthane pourrait être bien plus forte autour d’une étoile de type K. Arney a réalisé des simulations numériques de chimie d’atmosphère planétaire, puis les a confrontés au rayonnement de différentes étoiles. Autour d’une étoile de type K, l’oxygène et le méthane sont détruits plus lentement que dans le cas d’une étoile similaire au Soleil. La quantité de ces gaz pourrait alors être plus importante, augmentant nos chances de les détecter !

Un avantage de plus est que les étoiles de type K sont moins brillantes que le Soleil, ce qui rend plus facile la détection de planètes autour d’elles et l’analyse de leurs atmosphères. La chercheuse a déjà repéré plusieurs étoiles de type K proches, qui sont des candidates idéales pour mettre en pratique son idée !

Pour en savoir plus

• La page wiki sur les biosignatures
  
• La publication de la NASA (dont vient l'image - en anglais)
• L'article original de Arney (en anglais)

  
Pour vos vacances, choisissez Tatooine ! La planète aux deux soleils, pour bronzer plus longtemps !

Un jour nous explorerons d’autres systèmes stellaires, dans lesquels nous rechercherons des planètes habitables. De l’eau liquide, une température digne de Miami et la végétation d’Avatar, c’est peut-être beaucoup demandé mais le bestiaire des exoplanètes (planètes hors du système solaire) s’agrandit de jour en jour. Il compte plus de 700 membres confirmés et des milliers de candidates à vérifier, seulement dix-sept ans après la première exoplanète découverte. Il s’enrichit de planètes hostiles mais aussi de mondes ressemblant à notre Terre. Parmi les dernières découvertes, il y a celles qui ont plusieurs soleils, nous rappelant la planète de Luke Skywalker de la Guerre des étoiles. D’autres encore, découvertes récemment, sont minuscules et brûlantes car très proches de leur soleil. Une année sur ces planètes, c’est-à-dire le temps mis pour faire un tour autour de leur étoile, dure seulement quelques jours.

Des planètes plus nombreuses que les étoiles

De nombreuses exoplanètes ont été découvertes par le satellite Kepler, lancé en 2009, spécialement conçu pour trouver des planètes ressemblant à la Terre. Pour détecter ces planètes, la méthode est très simple : c’est le principe de l’éclipse. Quand une planète passe entre son étoile et nous, la lumière émise par l’étoile s’affaiblit légèrement et on peut alors en déduire les caractéristiques de la planète, comme sa masse et son rayon (voir cet autre article pour plus de détails sur la détection d'exoplanètes). Intuitivement on peut comprendre qu’une grosse planète masquera plus la lumière qu’une petite. Dans les premières années de la recherche d’exoplanètes, seules les plus grosses étaient découvertes car ce sont les plus faciles à détecter.

Mais petit à petit, des planètes de plus en plus petites et ressemblantes à la Terre sont aperçues et avec elles, notre compréhension des systèmes planétaires s’améliore sans cesse. En quelques années nous sommes passés de l’idée que notre planète était rare à la conviction que la plupart des étoiles de notre galaxie héberge au moins une planète, ce qui représente plus de 160 milliards de planètes ! La prochaine fois que vous admirerez la Voie Lactée, imaginez qu’il y a probablement deux fois plus de planètes invisibles à nos yeux que d’étoiles.

La première planète habitable découverte

Ces planètes représentent tout autant de mondes habitables potentiels. Justement, un des derniers exploits du satellite Kepler, est la confirmation en décembre dernier, de l’existence d’une exoplanète, appelée Kepler 22-b, de taille comparable à celle de la Terre et située dans la «zone habitable». C’est-à-dire qu’elle est située à bonne distance de son étoile, ni trop loin, ni trop près, permettant l’existence de l’eau sous forme liquide. Cette planète forme donc à priori un milieu favorable à la vie, en supposant que la vie se développe de la même façon que sur Terre.

Elle est à peu près deux fois plus grosse que la Terre et la température moyenne à sa surface est plutôt agréable, estimée par le calcul à 22°. Par contre, attendez un peu pour investir dans une station balnéaire, il faut encore confirmer que la planète a bien une atmosphère, car sans elle la température n’atteindrait qu’un modeste -11°. Restent aussi quelques petits détails : confirmer que la planète est rocheuse et non pas gazeuse comme Jupiter et bien sûr trouver un moyen «rapide» de s’y rendre, Kepler 22-b se situant quand même à 620 années lumière de nous (voir encart)...

Vers la première planète habitée ?

Ces découvertes apportent des arguments au célèbre paradoxe de Fermi, proposé par le physicien du même nom dans les années 30. Il est souvent résumé par la question «Where is everybody ?» (Où est tout le monde ?). Le problème est le suivant : la probabilité de voir naître une civilisation évoluée sur une planète est extrêmement faible, mais le nombre de planètes est tellement gigantesque que cela devrait s’être produit. Alors pourquoi n’avons nous eu encore aucun contact avec eux ? Maintenant que nous savons que l’univers foisonne de planètes, cette petite question revient nous taquiner..

Pour aller plus loin

• La publication sur Kepler 22-b (en anglais)
• Le site du satellite Kepler de la NASA (en anglais)
• Un article de wikipedia très complet sur le paradoxe de Fermi

La dernière des méthodes de détection, indirecte elle aussi, s'appelle la méthode des vitesses radiales. Il s'agit d'enregistrer la lumière d'une étoile, d'en déduire la vitesse de l'étoile et de voir si celle-ci varie avec le temps. On parle de vitesse radiale car on mesure la vitesse le long d'un "rayon" entre nous et l'étoile.

On dit que les planètes tournent autour de leur étoile. En fait, si on veut être précis ou se la péter en société, on peut dire que c'est faux : les planètes et l'étoile tournent autour du centre de masse du système. La présence de la planète perturbe légèrement le mouvement de l'étoile. Comme on peut le voir sur l'animation ci-dessous, l'étoile semble tourner autour de la petite croix :

En conséquence, la vitesse de l'étoile sera modifiée de façon périodique, en fonction des propriétés de la planète (sa masse, son éloignement par rapport à l'étoile...). En alliant ces deux dernières méthodes, les auteurs de l'article (disponible ici, en anglais) ont pu mesurer que la super Terre avait un rayon de 2 fois celui de la Terre, une masse presque 5 fois celle de la Terre et une période de rotation de 6,3 jours (Oui oui, techniquement, 1 an sur cette planète correspond à seulement une petite semaine sur Terre).

L'intérêt d'une telle détection est la proximité de la planète avec son étoile bien brillante (environ 5 fois plus proche que Mercure ne l'est du Soleil), qui permettra dans de futures analyses d'observer en détail l'atmosphère de la planète si elle en possède une ou encore de sonder les entrailles de la planète. De quoi mieux comprendre la formation des planètes, mais aussi chercher des traces de vie dans leur atmosphère !

Un Mexicain vu du dessus ? L'œil de Sauron qui nous regarde de travers  ? Que nenni ! Il s'agit d'HL-Tauri, un système planétaire en formation, localisé à environ 450 années-lumière de nous, en direction de la constellation du Taureau. Cette image est une des plus belles images acquises avec le radio-interféromètre ALMA. Au centre, il y a une très jeune étoile, âgée d'environ 1 million d'années (pensez-y la prochaine que vous vous trouvez vieux) et autour un disque de poussière - vestige de la formation de l'étoile. Les cercles noirs concentriques marquent les endroits dans le disque où il n'y a presque plus de poussière. Des planètes seraient en train de s'y former et ramasseraient toutes les poussières et les petites météorites qui se trouvent sur leur orbite. Notre système solaire a très probablement ressemblé à cela il y a quelques 4 milliards d'années...