Le concept de cet artiste nous permet d’imaginer ce que ce serait de se tenir à la surface de l’exoplanète TRAPPIST-1f, située dans le système TRAPPIST-1 dans la constellation du Verseau. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Comment comprendre l’importance des nouveaux résultats scientifiques liés à la recherche de la vie ? Quand serions-nous capables de dire : « oui, la vie extraterrestre a été trouvée ? »
Nasa les scientifiques encouragent la communauté scientifique à établir un nouveau cadre qui fournit un contexte pour les découvertes liées à la recherche de la vie. Ecrire dans le journal La nature, ils proposent de créer une échelle d’évaluation et de combinaison de différentes sources de données qui conduirait finalement à répondre à la question ultime : sommes-nous seuls dans l’univers ?
Dans le nouvel article publié dans La nature, dirigé par Jim Green, scientifique en chef de l’agence, un groupe de la NASA propose un échantillon d’échelle à utiliser comme point de départ pour les discussions entre tous ceux qui l’utiliseraient, comme les scientifiques et les communicateurs. Ils envisagent une échelle éclairée par des décennies d’expérience en astrobiologie, un domaine qui sonde les origines de la vie sur Terre et les possibilités de la vie ailleurs.
“Avoir une telle échelle nous aidera à comprendre où nous en sommes en termes de recherche de vie dans des endroits particuliers, et en termes de capacités de missions et de technologies qui nous aident dans cette quête”, a déclaré Green.
L’échelle contient sept niveaux, reflétant l’escalier sinueux et compliqué des marches qui conduiraient les scientifiques à déclarer qu’ils ont trouvé la vie au-delà de la Terre. À titre d’analogie, Green et ses collègues soulignent l’échelle de niveau de préparation technologique, un système utilisé à l’intérieur de la NASA pour évaluer dans quelle mesure un vaisseau spatial ou une technologie est prêt à voler. Dans ce spectre, des technologies de pointe telles que le Mars L’ingéniosité des hélicoptères commence par des idées et se développe en composants rigoureusement testés de missions spatiales historiques.
Les auteurs espèrent qu’à l’avenir, les scientifiques noteront dans les études publiées comment leurs nouveaux résultats d’astrobiologie s’intègrent à une telle échelle. Les journalistes pourraient également se référer à ce type de cadre pour définir les attentes du public dans les articles sur les nouveaux résultats scientifiques, afin que les petits pas ne semblent pas être des pas de géant.
“Jusqu’à présent, nous avons fait croire au public qu’il n’y avait que deux options : c’est la vie ou ce n’est pas la vie”, a déclaré Mary Voytek, responsable du programme d’astrobiologie de la NASA au siège de la NASA à Washington et co-auteur de l’étude. “Nous avons besoin d’un meilleur moyen de partager l’enthousiasme de nos découvertes et de démontrer comment chaque découverte s’appuie sur la suivante, afin que nous puissions amener le public et d’autres scientifiques dans le voyage.”
C’est excitant chaque fois qu’un rover ou un orbiteur trouve la preuve que de l’eau a déjà coulé sur Mars. Chaque nouvelle découverte nous montre que le climat passé de Mars était similaire à celui de la Terre et que la planète rouge aurait pu autrefois soutenir la vie. Mais cela ne signifie pas nécessairement qu’aucune sorte de vie y ait jamais vécu, ou que quoi que ce soit y vit maintenant. Les découvertes de planètes rocheuses en orbite autour d’étoiles au-delà de notre Soleil, en particulier celles qui pourraient abriter de l’eau liquide à leur surface, sont tout aussi alléchantes, mais ne prouvent pas en elles-mêmes la vie au-delà de la Terre. Alors comment comprendre ces observations dans leur contexte ?
Les scientifiques du monde entier collaborent, en utilisant différents outils et méthodes, pour rechercher la vie au-delà de la Terre. Les scientifiques de la NASA proposent d’avoir une échelle pour contextualiser l’importance des nouveaux résultats liés à cette recherche. Crédit : NASA/Aaron Gronstal
Toute science est un processus consistant à poser des questions, à formuler des hypothèses, à développer de nouvelles méthodes pour rechercher des indices et à exclure toute explication alternative. Toute détection individuelle peut ne pas être complètement expliquée par un processus biologique et doit être confirmée par des mesures de suivi et des enquêtes indépendantes. Parfois, il y a des problèmes avec les instruments eux-mêmes. D’autres fois, les expériences ne révèlent rien du tout, mais fournissent toujours des informations précieuses sur ce qui ne fonctionne pas ou sur les endroits à ne pas chercher.
L’astrobiologie n’est pas différente. Le domaine poursuit certaines des questions les plus profondes que n’importe qui puisse se poser, concernant nos origines et notre place dans l’univers. Alors que les scientifiques en apprennent de plus en plus sur les types de signaux associés à la vie dans divers environnements sur Terre, ils peuvent créer et améliorer les technologies nécessaires pour trouver des signes similaires ailleurs.
Alors que les détails exacts de l’échelle évolueront au fur et à mesure que les scientifiques, les communicateurs et d’autres interviennent, l’article de Nature offre un point de départ pour la discussion.
Au premier échelon de l’échelle, le « niveau 1 », les scientifiques rapporteraient des indices d’une signature de la vie, telle qu’une molécule biologiquement pertinente. Un exemple serait une mesure future d’une molécule sur Mars potentiellement liée à la vie. En passant au « niveau 2 », les scientifiques s’assureraient que la détection n’est pas influencée par les instruments ayant été contaminés sur Terre. Au “niveau 3”, ils montreraient comment ce signal biologique se trouve dans un environnement analogique, tel qu’un ancien lit de lac sur Terre similaire au site d’atterrissage du rover Perseverance, le cratère Jezero.
Pour ajouter des preuves au milieu de l’échelle, les scientifiques compléteraient ces détections initiales par des informations sur la capacité de l’environnement à soutenir la vie et excluraient les sources non biologiques. Pour Mars en particulier, les échantillons renvoyés de Mars pourraient aider à faire ce genre de progrès. Persévérance collectera et stockera bientôt des échantillons dans le but d’une future mission de les rapporter un jour. Étant donné que différentes équipes sur Terre auraient la possibilité de vérifier indépendamment des indices de vie dans des échantillons de Mars avec une variété d’instruments, la combinaison de leurs preuves pourrait atteindre le «niveau 6», le deuxième échelon le plus élevé de l’échelle. Mais dans cet exemple, pour atteindre le niveau 7, la norme selon laquelle les scientifiques seraient le plus sûrs d’avoir détecté de la vie sur Mars, une mission supplémentaire dans une autre partie de Mars peut être nécessaire.
“Atteindre les plus hauts niveaux de confiance nécessite la participation active de la communauté scientifique au sens large”, écrivent les auteurs.
Cette échelle s’appliquerait également aux découvertes au-delà du système solaire. On pense que les exoplanètes, planètes situées en dehors de notre système solaire, sont plus nombreuses que les 300 milliards d’étoiles du voie Lactée. Mais les petites planètes rocheuses sont plus difficiles à étudier de loin que les géantes gazeuses. Les futures missions et technologies seraient nécessaires pour analyser les atmosphères des planètes de la taille de la Terre avec des températures semblables à celles de la Terre recevant des quantités suffisantes de lumière stellaire pour la vie telle que nous la connaissons. Les Télescope spatial James Webb, lancé plus tard cette année, est la prochaine grande avancée dans ce domaine. Mais il faudra probablement un télescope encore plus sensible pour détecter la combinaison de molécules qui indiquerait la vie.
Détecter l’oxygène dans l’atmosphère d’un exoplanète, une planète en dehors de notre système solaire, serait une étape importante dans le processus de recherche de la vie. Nous associons l’oxygène à la vie car il est fabriqué par les plantes et nous le respirons, mais il existe également des processus géologiques qui génèrent de l’oxygène, ce n’est donc pas une preuve en soi de la vie. Pour monter sur l’échelle, une équipe de mission a pu démontrer que le signal d’oxygène n’était pas contaminé par la lumière réfléchie par la Terre et étudier la chimie de l’atmosphère de la planète pour écarter l’explication géologique. Des preuves supplémentaires d’un environnement favorable à la vie, tel qu’un océan, renforceraient l’hypothèse selon laquelle cette planète hypothétique est habitée.
Les scientifiques qui étudient les exoplanètes sont impatients de trouver à la fois de l’oxygène et du méthane, une combinaison de gaz dans l’atmosphère terrestre indiquant la vie. Parce que ces gaz conduiraient à des réactions qui s’annulent à moins qu’il n’y ait des sources biologiques des deux présentes, trouver les deux serait une étape clé de «niveau 4».
Pour atteindre le niveau 5, les astronomes auraient besoin d’une seconde détection indépendante d’un soupçon de vie, comme des images globales de la planète avec des couleurs suggérant des forêts ou des algues. Les scientifiques auraient besoin de télescopes supplémentaires ou d’observations à plus long terme pour être sûrs d’avoir trouvé de la vie sur une exoplanète.
Les auteurs de l’étude soulignent que l’échelle ne doit pas être considérée comme une course vers le haut. L’échelle souligne l’importance du travail de base que de nombreuses missions de la NASA posent sans détecter directement d’éventuels signaux biologiques, comme pour caractériser les environnements sur d’autres corps planétaires.
Des missions à venir comme Europa Clipper, un orbiteur en Jupiterla lune glacée Europa plus tard cette décennie, et Dragonfly, un octocoptère qui explorera Saturnela lune Titan, fournira des informations vitales sur les environnements dans lesquels une certaine forme de vie pourrait un jour se trouver.
“Avec chaque mesure, nous en apprenons plus sur les processus planétaires biologiques et non biologiques”, a déclaré Voytek. « La recherche de la vie au-delà de la Terre nécessite une large participation de la communauté scientifique et de nombreux types d’observations et d’expériences. Ensemble, nous pouvons être plus forts dans nos efforts pour rechercher des indices indiquant que nous ne sommes pas seuls. »
Référence : « Call for a framework for reporting evidence for life beyond Earth » par James Green, Tori Hoehler, Marc Neveu, Shawn Domagal-Goldman, Daniella Scalice et Mary Voytek, 27 octobre 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-03804-9
