C’est le grand enjeu du futur pour l’exoplanétologie. Nous ne fouillons pas le ciel pour le simple plaisir de découvrir de belles lumières, mais avant tout pour répondre à une question jusqu’ici restée sans réponse : la vie existe-t-elle ailleurs dans l’univers ?

A u-delà de l’interet purement astrophysique des exoplanètes, les scientifiques cherchent opiniâtrement des exoplanètes telluriques dans l’espoir de détecter une forme de vie ou, au moins, des conditions favorables à son émergence. L’étude de l’origine et de l’évolution de la vie ainsi que sa recherche ailleurs que sur Terre constitue l’objet d’une jeune science interdisciplinaire dont les noms diffèrent, mais recouvrent la même étude : astrobiologie, bioastronomie, exobiologie. . .Pour Pascal Bordé, « le champ d’étude de l’astrobiologie commence sur Terre avec les organismes extrêmophiles, capables de survivre dans des conditions de très basse ou de très haute température, de très forte pression ou encore d’acidité élevée. Par exemple, on trouve de tels organismes au fond des fosses océaniques. Il ne faut donc pas exclure a priori la possibilité que des sondes d’exploration rencontrent un jour des formes de vie extrêmophiles (où à défaut, leurs fossiles) quelque part dans notre système solaire ». Les missions des télescopes spatiaux Corot et Kepler ont permis de détecter plusieurs centaines d’exoplanètes. En 201 0 a été annoncée la découverte de Gliese 581 g #. Elle a représenté, au moment de sa découverte, un symbole : l’exoplanète présentant la plus haute probabilité d’abriter des formes de vie (masse, température, localisation, rétention d’une atmosphère…). Elle reste encore cependant à confirmer par de nouvelles données. « Si la masse et les propriétés orbitales des exoplanètes détectées commencent à être bien précisées, les propriétés physiques (atmosphère, océans, structure interne) le sont beaucoup moins, car les observations y donnent bien moins directement accès » ajoute l’astrophy- sicienne Anne-Marie Lagrange. Nous savons que lorsqu’une exoplanète a été détectée et confirmée par la combinaison de la vélocimétrie et du transit, on peut connaître son rayon, sa masse et en déduire sa masse volumique moyenne (densité). « Cette information est cruciale, car elle renseigne sur l’état physique de l’exoplanète. Les exoplanètes de très grand rayon et de faible densité sont principalement gazeuses, et on les qualifiera volontiers de géantes. Les exoplanètes de quelques masses terrestres seulement, ayant un petit rayon (quelques rayons terrestres) et une grande densité, appelées super-Terres, n’ont pas d’équivalent dans le système solaire ; elles ne sont pourtant pas rares. Avec ce même critère de densité moyenne, une autre catégorie d’exoplanètes a été proposée, les planètes-océans. Celles-ci, de densité inférieure à celle des planètes telluriques et de rayon un peu plus grand, seraient recouvertes sur toute leur surface d’une couche d’eau liquide, épaisse de plusieurs dizaines de kilomètres. Enfin, les exoplanètes de densité et de masse très comparables à celles de la Terre, appelées telluriques, sont solides et rocheuses ».
UNE VIE POSSIBLE?
En moyenne, une étoile sur six posséderait une planète tellurique, à commencer par l’étoile la plus proche de nous, Alpha Centauri, située à quatre années-lumière. Est-il possible, sur cette base, que la vie se soit développée ailleurs dans l’univers ? Nous ne pouvons pas encore répondre à cette question même si, en probabilité des grands nombres, on pourrait tout aussi bien répondre : oui, à 1 00 % ! « Ce que nous savons, c’est qu’une galaxie typique contient environ deux cents milliards d’étoiles, qui sont autant de systèmes solaires et planétaires. L’astronomie moderne, grâce aux grands télescopes, nous apprend que l’ensemble de TUnivers observable contient quelques centaines de milliards de galaxies. Cela implique qu’il y a des milliers de milliards de milliards de systèmes planétaires dans tout TUnivers ! » expose l’astrophysicien Jean-Pierre Luminet. Certes, il y a tellement de planètes dans l’Univers qu’on peut penser qu’il y en a forcément qui ressemblent à des Terre bis. SI la vie est un cocktail entre la chimie du carbone, l’eau liquide et l’énergie, le Vivant pourrait émerger sur des milliards de planètes, simplement hors de notre portée de mesure pour le moment. Et le scientifique français de préciser : « Le problème est que pour l’instant, on n’a aucune trace de vie ailleurs que sur Terre, et il faut donc être prudent dans ses affirmations. Il suffirait toutefois de la découverte d’une seule bactérie martienne fossile pour trancher le débat. Car en cette matière, il n’existe que deux façons de compter : un ou beaucoup. Soit l’exception, soit la règle. Si la vie peut apparaître deux fois, c ‘est qu ‘elle peut apparaître mille fois ou un milliard de fois ».
LA ZONE (MOUVANTE) D’HABITABILITÉ
Le concept de zone habitable date de 1953, année de son introduction par Hubertus Strughold dans un traité d’étude sur les possibilités de la vie sur Mars. En 1980, Tobias Owen définit l’idée suivante : si on considère une vie fondée sur des réactions chimiques, c’est alors la famille des composés organiques en solution dans l’eau liquide qui constitue le fondement le plus probable pour le Vivant. « De cette idée a résulté la définition de zone habitable (ZH) en tant qu’ intervalle de distance autour d’une étoile où l’eau puisse exister à l’état liquide. La position et l’extension de la ZH dépendent de la puissance lumineuse (taux de chauffage) émise par l’étoile-hôte. Comme la luminosité d’une étoile varie au cours du temps, on a introduit la notion de zone continûment habitable (ZCH), où devrait se trouver une planète pour que la vie ait une chance d’apparaître et de persister » détaille Pascal Bordé. C’est sur cette base qu’on a par exemple évalué que deux planètes se trouvent dans la ZCH autour du Soleil : la Terre et Mars. Pour Jean-Pierre Luminet, « il s’agit de la région de l’espace où la température due au rayonnement de l’étoile est comprise entre O et 100 °C- éventuellement grâce à la présence d’une atmosphère autour de la planète, qui, par effet de serre, maintien des températures plus élevées qu’en l’absence de couche protectrice. Cette condition autorise la présence
d’eau liquide que, jusqu’à plus ample information, nous estimons indispensable au développement des formes de vie que nous connaissons sur la Terre. Au sein de cette zone annulaire entourant chaque étoile, des planètes de type terrestre, a vec une croûte solide et une atmosphère, peuvent connaître durant une période suffisamment longue (plusieurs centaines de millions d’années) des conditions potentiellement favorables à l’éclosion de la vie ». La définition de la zone d’habilité s’est complexifiée au fil des années en tenant compte d’une quantité croissante de facteurs physiques, chimiques ou astronomiques, si bien que l’idée même d’une zone d’habitabilité unique dans un système planétaire a perdu de sa pertinence. « La découverte de conditions qui pourraient être favorables à l’apparition de la vie sur des lunes comme Europe (autour de Jupiter) ou Titan (autour de Saturne), situées largement en dehors de la zone d’habitabilité théorique du système solaire, renforce ce point. En outre, la notion de zone d’habitabilité est intrinsèquement liée à notre compréhension de l’apparition de la vie sur notre planète. Or, nous pourrions découvrir un jour que la vie peut apparaître et se développer durablement dans des milieux radicalement différents de ceux que nous connaissons sur Terre, ce qui bouleverserait profondément cette notion ». Bref, il existe souvent une confusion entre zone d’habitabilité et planète habita

«SI LA VIE EST UN COCKTAIL ENTRE LA CHIMIE DU CARBONE, L’EAU LIQUIDE ET L’ÉNERGIE, LE VIVANT POURRAIT ÉMERGER SUR DES MILLIARDS DE PLANÈTES ! » Aller plus loin
LE PARADOXE DE FERMI

« Où sont-ils ? » Voilà la plus courte transcription possible du célèbre paradoxe de Fermi. Physicien italien naturalisé américain, Enrico Fermi, prix Nobel de physique 1 938 pour ses recherches sur l’énergie nucléaire, est surtout resté célèbre dans l’imagerie populaire pour cette question qu’il posa en substance, un soir qu’il bavardait avec des collègues autour d’un verre. Allons un peu plus loin dans son idée : notre propre galaxie contient des milliards d’étoiles et il y a des milliards de galaxies dans [ Univers – et donc des milliards de milliards d’étoiles. Imaginons qu’une petite partie seulement héberge des planètes, cela fait tout de même beaucoup de planètes.. .Si une partie de ces planètes est susceptible d’abriter la vie, cela fait toujours des milliers, voire des millions, de civilisations à divers niveaux de développement. Sur ces bases probables, comment expliquer que nous n’ayons encore rencontré personne ? Certes, nous, les humains, ne sommes pas assez développés pour contacter d’autres civilisations, mais sur les millions de civilisations possibles, certains ne le sont forcément de leur côté pour nous contacter ! Pourquoi n’a-t-on jamais eu de signes ? Partons du principe que tout viendra à point à qui saura attendre ! CE QU’IL FAUT RETENIR LA PREMIÈRE EXOPLANÈTE A ÉTÉ DÉCOUVERTE EN 1995 ET SE NOMME 51 PEGASI B À CE JOUR, PLUS DE 3600 EXOPLANÈTES ONT ÉTÉ CONFIRMÉESDANS PLUS DE 2700 SYSTÈMES PLANÉTAIRES EN TERMES DE PROBABILITÉ, IL EST PROBABLE QUE LA VIE EXISTE AILLEURS SUR UNE PLANÈTE EXTRASOLAIRE SEMBLABLE À LA NÔTRE saviez-vous ? Gliese 581 g, surnommée Zarmina par son découvreur Steve Vogt d’après le prénom de sa femme, est une exoplanète détectée par la méthode des vitesses radiales dans le système planétaire de l’étoile Gliese 581, une naine rouge de 0,31 masses solaires située à environ20 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Balance.