L'une des plus grandes questions en astronomie est de savoir s'il existe d'autres planètes susceptibles d'abriter la vie. Pour cela, les astronomes doivent trouver des planètes dont la surface contient de l'eau liquide, et ils viennent justement de mettre au point une nouvelle méthode pour la détecter.

Une équipe d'astronomes de l'université de Birmingham, du MIT et d'autres institutions a trouvé un nouveau moyen de trouver de l'eau et de la vie sur les exoplanètes, ou planètes situées en dehors de notre système solaire, en examinant la quantité de dioxyde de carbone et d'ozone dans leur atmosphère.

Les chercheurs ont montré que si une exoplanète contient moins de dioxyde de carbone que les planètes voisines, cela signifie qu'il y a de l'eau liquide à sa surface. Et si elle contient également de l'ozone, c'est qu'il y a de la vie.

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Les chercheurs mettent au point une nouvelle méthode pour trouver la vie dans l’espace

Les chercheurs ont basé leur idée sur l'observation que la Terre, Vénus et Mars, qui sont toutes des planètes rocheuses situées dans la zone habitable du Soleil, ont des quantités très différentes de dioxyde de carbone dans leur atmosphère. La Terre est la planète qui contient le moins de dioxyde de carbone, car ses océans en ont absorbé la plus grande partie au cours de millions d'années.

Ce processus a contribué à réguler le climat de la Terre et à la rendre propice à la vie. Vénus, en revanche, contient la plus grande quantité de dioxyde de carbone, parce qu'elle n'a pas d'océans et que l'effet de serre y est galopant, ce qui la rend extrêmement chaude et inhospitalière. De son côté, Mars contient une quantité modérée de dioxyde de carbone, mais elle est trop froide et trop sèche pour contenir de l'eau liquide.

Les chercheurs ont donc pensé que s'ils trouvaient un modèle similaire de variation du dioxyde de carbone dans d'autres systèmes planétaires, ils pourraient identifier les planètes où l'on trouve de l'eau liquide et éventuellement de la vie. Ils ont proposé une stratégie pour rechercher de telles planètes, en confirmant d'abord qu'elles ont une atmosphère, puis en mesurant la quantité de dioxyde de carbone qu'elles contiennent. Ils ont suggéré que cette méthode fonctionnerait mieux pour les systèmes qui ont plusieurs planètes terrestres de taille et d'orbite similaires, comme notre propre système solaire.

« Le dioxyde de carbone est un absorbeur très puissant dans l'infrarouge et peut être facilement détecté dans l'atmosphère des exoplanètes », a déclaré Julien de Wit, astronome au MIT et l'un des auteurs de l'étude. « Un signal de dioxyde de carbone peut donc révéler la présence d'atmosphères d'exoplanètes ».

Une fois que les astronomes ont déterminé que plusieurs planètes d'un système possèdent une atmosphère, ils peuvent mesurer leur teneur en dioxyde de carbone, afin de déterminer si l'une d'entre elles en contient beaucoup moins que les autres. Si c'est le cas, la planète est probablement habitable, c'est-à-dire qu'elle abrite d'importantes quantités d'eau liquide à sa surface.

Comment déterminer si la planète est habitée ?

Évidemment, les conditions d'habitabilité ne signifient pas nécessairement qu'une planète est habitée. Pour déterminer si la vie existe réellement, les auteurs proposent que les astronomes recherchent une autre caractéristique de l'atmosphère d'une planète : l'ozone.

Sur Terre, les plantes et certains microbes contribuent à l'extraction du dioxyde de carbone, mais dans une moindre mesure que les océans. Néanmoins, dans le cadre de ce processus, les formes de vie émettent de l'oxygène, qui réagit avec les photons du Soleil pour se transformer en ozone, une molécule beaucoup plus facile à détecter que l'oxygène lui-même.

Si l'atmosphère d'une planète présente des signes de présence d'ozone et d'appauvrissement en dioxyde de carbone, il s'agit donc probablement d'un monde habitable et habité. L'équipe estime que le télescope spatial James Webb de la NASA/ESA/CSA, dont le lancement est prévu en 2024, serait en mesure de mesurer le dioxyde de carbone, et éventuellement l'ozone, dans des systèmes multiplanétaires proches tels que TRAPPIST-1, un système de sept planètes en orbite autour d'une étoile brillante, à seulement 40 années-lumière de la Terre.