Qu'est-ce qu'une biosignature?
Une biosignature est un processus chimique ou physique pouvant être détecté à distance et indiquant la présence d'organismes vivants dans une région donnée. Le concept est souvent utilisé dans le domaine de l'astrobiologie, une branche de la biologie qui recherche la vie en dehors des environnements terrestre, aérien et marin de la Terre. La recherche d'un biomarqueur pour indiquer l'existence passée ou présente de la vie sur la planète Mars s'intéresse de plus en plus à l'astrobiologie depuis que les missions américaines Viking I et II y ont été envoyées pour chercher de la vie du milieu des années 1970 au début des années 1980, et des sondes d’autres régions du système solaire ont poursuivi leurs recherches. Le champ a commencé à s'élargir à partir de 2011, en raison du fait que des dizaines de planètes extrasolaires ont été découvertes en dehors du système solaire de la Terre. Une petite minorité de ces planètes sont théoriquement de taille et de structure similaires à la Terre, et leur astrochimie de biosignature pourrait indiquer leur capacité à supporter la vie.
La compréhension des conditions nécessaires à l’habitabilité de la planète par au moins des formes de vie primitives, telles que les bactéries, a évolué aux 20 e et 21 e siècles. C'est parce que la science a découvert la biosignature d'organismes sur Terre dans des régions telles que des bouches volcaniques sous-marines profondes que l'on croyait auparavant totalement inhospitalières à toutes les formes de vie. La résistance de ces organismes à vivre dans des conditions dépourvues de lumière et d’oxygène, et à des niveaux extrêmes de température et de pression, suggère que la biosignature de la vie sur d’autres mondes est peut-être plus large que prévu précédemment.
La présence d'eau liquide est toujours considérée comme essentielle à toute vie en dehors des confins de la Terre. Alors que l'on pensait autrefois que l'eau liquide était rare dans le système solaire existant uniquement sur Terre, cette vision a changé au XXIe siècle. Europa et Callisto, les lunes de la planète Jupiter, peuvent posséder des océans sous-marins d’eau liquide, et Enceladus, une lune de Saturne, possède désormais des volcans à base d’eau pouvant également supporter des organismes vivants de base. Le Phoenix Lander américain a également trouvé des traces de glace à base d’eau dans une région éloignée des calottes polaires de Mars en 2008, ce qui pourrait indiquer une biosignature de l’activité bactérienne qui existait jadis ou se trouve à peine sous la surface de la planète rouge.
Détecter un bioindicateur pour les mondes lointains est plus difficile pour la science actuelle à partir de 2011, car trouver les mondes eux-mêmes est un défi. L’objet de la recherche peut commencer par réduire la gamme des systèmes stellaires à celle des naines rouges. Ce sont à la fois les types d'étoiles les plus courants, représentant environ 75% de toutes les étoiles de la galaxie de la Voie Lactée, et le type le plus susceptible de posséder des systèmes planétaires qui peuvent être habitables en raison de leur âge et de leur présence dans la séquence d'étoiles principale de la galaxie. .
Les étoiles naines de classe M sont nettement plus petites et plus froides que le Soleil de la Terre en moyenne. Par conséquent, les planètes en orbite autour de celles-ci auraient besoin d'une atmosphère épaisse pour capter plus de lumière de leur soleil d'origine que la Terre. La probabilité suggère que, si la vie existe en dehors de la Terre, elle se trouverait plus probablement sur les planètes entourant les naines rouges. Les classes d'étoiles telles que F, G et K, qui sont plus chaudes et plus brillantes que le Soleil, sont également relativement rares comparées aux naines rouges. La recherche se concentre donc sur l'examen des régions stellaires de la classe M pour les planètes présentant une activité de biosignature.
Certains gaz pris individuellement ou ensemble constitueraient une biosignature claire quant à la présence de formes de vie potentielles. Ces gaz auraient également une vie plus longue dans les atmosphères des planètes en orbite autour des naines rouges et seraient plus faciles à détecter que ceux des planètes en orbite autour d'étoiles plus chaudes. Ces composés de biosignature comprennent le méthane - CH 4 , l’oxyde nitreux - N 2 O, le chlorométhane - CH 3 Cl et l’ozone sous forme de O 2 ou O 3 .
La détection d’organismes sur Terre vivant dans des environnements contenant du soufre près d’évents volcaniques a également suggéré que la vie pouvait prospérer sur des planètes anoxiques à faible teneur en oxygène ou entièrement dépourvues d’oxygène. Les composés organiques du soufre seraient donc également un indicateur de la vie s'ils étaient détectés dans des atmosphères extraterrestres, y compris le méthanethiol - CH 3 SH et le disulfure de carbone - CS 2 . La présence de composés à base de soufre refléterait les théories de biosignature sur la vie sur Terre qui existaient avant que l'oxygène ne soit généralisé et qui constituaient une condition de vie dominante sur Terre pendant au moins 1 500 000 000 années.