Le télescope James Webb a-t-il publié la première véritable image d’un autre monde ?

Lorsque cet appareil de 10 milliards de dollars a braqué sa vision infrarouge sur l'exoplanète K2-18b située à 120 années-lumière, il a détecté du suffleur de diméthyl, un composé souffré qui, sur Terre, est produit exclusivement par des organismes. Cela signifie-t-il que la question est réglée ? Pouvons-nous enfin répondre à la plus vieille question de l'humanité, à savoir si nous sommes vraiment seuls dans l'univers par un nom catégorique ? Eh bien, c'est précisément le cœur du débat astronomique. Tandis qu'une partie des experts fait déjà sauter les bouchons de champagne, l'autre partie appelle à un peu plus de patience, et souligne que même les capacités du télescope spatial le plus puissant de tous les temps sont limitées. La main sur le cœur. Dans la vie quotidienne de la plupart des gens, le sulfure de diméthyl, ou DMS pour l'anagramme anglais, ne joue probablement aucun rôle important. En fait, la plupart des gens n'ont probablement jamais entendu parler de ce composé chimique particulier. Même s'ils l'ont très probablement rencontré à un moment ou à un autre. En détail, le DMS est formé par des algues microscopiques, le phytoplankton, qui dérive dans les couches supérieures des océans. Et il est responsable de l'odeur typique que nous remarquons lorsque nous sommes à la plage. Outre ses propriétés olfactives, le DMS présente une autre caractéristique importante. Jusqu'à présent, nous ne connaissons que des sources biologiques pour ce composé souffré. Et lorsque la production d'une substance nécessite l'aide d'organismes, on comprend que le DMS joue un rôle très particulier dans la recherche de la vie extraterrestre. Et encore plus compréhensible sont les cris de joie qui sont sortis des lèvres des astronomes de Cambridge en septembre 2023. Après tout, le télescope James Webb avait détecté rien de moins que cette biosignature potentielle sur l'exoplanète K2-18b. Le découvreur accablé, Niku Madhusudhan, a alors déclaré à la presse que lui et ses collègues étaient complètement choqués par les relevés. Ce n'est pas étonnant, car après tout, l'existence de DMS dans l'immensité de l'espace n'est rien de moins qu'une indication sérieuse de vie extraterrestre. Et ce qui a d'abord été un choc pour les experts, s'est rapidement transformé en un rapport presque euphorique, qui a élevé sans cérémonie le télescope James Webb au rang de clé de la recherche cosmique de la vie. Mais la question est-elle aussi tranchée qu'il n'y paraît ? Si la molécule correspondante sur Terre n'est produite que par des êtres vivants, et que nous la découvrons ensuite sur un corps extraterrestre, pourquoi la NASA n'a-t-elle pas officiellement annoncé que nos voisins microscopiques sommeillent sur K2-18b ? Eh bien, c'est parce que comme souvent, le diable est dans les détails. Mais fondamentalement, les conditions dans les cas de K2-18b sont tout sauf mauvaises. Le monde aquatique est-il un havre de vie ? Située à environ 120 années-lumière de nous, dans la constellation du Lion, cet astre fait l'objet d'un soupçon passionnant. Celui d'être une planète hycéanique. Autrement dit, une planète dont la surface est entièrement recouverte d'eau, et qui peut donc abriter la vie. Et si K2-18b a été ajoutée à la carte des étoiles en 2015, grâce au télescope spatial Kepler, elle orbite autour de son étoile centrale, la naine rouge K2-18, à l'intérieur de la zone habitable. Celle-ci décrit à son tour la plage de distance à laquelle une planète doit se trouver par rapport à son étoile haute, pour que l'eau puisse y exister sous une forme liquide permanente. Comme nous le savons tous, l'élément humide et frais est considéré comme l'un des piliers fondamentaux pour le développement d'une vie similaire à celle de la Terre. Et bien que K2-18 soit nettement plus froid que le Soleil, son compagnon planétaire reçoit à peu près le même rayonnement que notre Terre, en raison de la constellation donnée. En fin de compte, K2-18b ne se trouve qu'à 0,14 unités astronomiques de son étoile-mer, de sorte qu'il ne lui faut que 33 jours pour effectuer une orbite complète. Et en effet, la colonne pro de la liste de discussion sur la vie contient également les entrées méthane et dioxyde de carbone. Et donc deux indicateurs supplémentaires qui suggèrent que nous pourrions avoir affaire à une planète habitable. Si c'est vraiment le cas, ce serait une nouveauté cosmique, car jusqu'à présent, ces mondes aquatiques exotiques n'existent que sur le papier. Même si les grandes quantités de méthane et de dioxyde de carbone détectés, combinées à l'absence d'ammoniaque, suggèrent que K2-18b est une planète semblable à Neptune recouverte d'eau liquide, les substances détectées présentent également une complication malheureuse. Elles rendent d'autant plus difficile l'interprétation correcte des données DMS. En principe, le signal DMS était tout sauf prononcé dans les ensembles de données collectées, et il ne s'est révélé que lorsque les données ont été analysées d'une manière très spécifique. Le fait que la signature DMS identifiée par le spectromètre proche infrarouge NIRSPEC de Webb apparaisse dans une raie spectrale d'une longueur d'onde de 3,4 micromètres, et donc dans la plage même qui chevauche celle du méthane, n'a pas simplifié l'affaire. Et c'est justement là le nœud du problème, car les scientifiques estiment que la distinction entre le DMS et le méthane est tout simplement au-delà des capacités de NIRSPEC. Mais cela signifie-t-il également que les capacités de Webb ont déjà été entièrement épuisées, et que nous ne serons pas en mesure de découvrir le véritable arrière-plan de la question du DMS ? Heureusement non. Les chercheurs soulignent également qu'une preuve sans équivoque est possible en principe. Après tout, le DMS et ses produits de décomposition génèrent également une signature dans le domaine de l'infrarouge moyen, entre 9 et 13 micromètres de longueur d'onde. Et comme par hasard, c'est exactement la plage dans laquelle travaille le spectromètre MIRI de Webb. Alors que la première annonce de la NASA parlait encore d'une possible détection de la molécule de sulfure de diméthyl, dans ce contexte, les scientifiques de Cambridge, dirigés par Nikoum Haddoussoudan, ont finalement voulu en savoir plus. Et c'est ainsi que les astronomes ont à nouveau utilisé la vision infrarouge aiguisée de Webb pour percer le mystère entourant la supposée biosignature. Pour ce faire, les experts ont prévu 8 heures pour la recherche ciblée de DMS. Un à deux jours plus tard, l'équipe de recherche devrait alors recevoir les données et commencer l'évaluation. Cependant, il est dans la nature des choses qu'une telle évaluation des données soit pour le moins laborieuse, ou en d'autres termes, qu'elle prenne des mois avant d'être totalement achevée. La bonne nouvelle, cependant, c'est que les experts travaillent déjà sur l'analyse depuis plus de 6 mois, et qu'il ne faudra pas attendre longtemps avant que les dernières conclusions sur la présence de DMS sur K2-18b ne soient publiées. Quand nous pourrons détecter le DMS ? Heureusement, le reste du monde astronomique n'est pas condamné à attendre et à se tourner les pouces en attendant. Après tout, il peut aussi aborder la question du DMS d'un point de vue théorique. En d'autres termes, à l'aide de leurs modèles, les scientifiques sont en mesure de vérifier quand nous pourrons détecter l'existence de DMS sur K2-18b. Et c'est exactement ce qu'a fait l'équipe dirigée par Chang Min Tsai de l'Université de Californie à Riverside. Dans le détail, les chercheurs ont reconstitué K2-18b et sa biochimie possible à l'aide de plusieurs modèles, simulant l'océan et l'atmosphère qui recouvrent la planète. Les scientifiques ont ensuite dû tester la quantité de DMS que nos micro-voisins extraterrestres devraient produire pour qu'ils s'accumulent dans l'atmosphère d'une manière détectable et la vitesse à laquelle ils se décomposeraient à nouveau sous l'effet des radiations. L'étude s'achève sur le résultat passionnant que l'évaluation actuelle des données par les collègues n'est pas vaine. En effet, il est théoriquement possible que les gaz sulfurés biogéniques sur des mondes océaniques riches en hydrogène, comme K2-18b, puissent s'accumuler à des concentrations détectables. Et pourtant, comme souvent, le grand mais suit à ce stade. Parce que cela ne s'applique que si les organismes de K2-18b sont de véritables bêtes de somme. En effet, la production extraterrestre de DMS devrait dépasser celle de la Terre d'un facteur 20 pour que nous puissions l'enregistrer avec nos instruments. Ceci pour la simple bonne raison que la majeure partie du DMS est immédiatement décomposée par voie photochimique sous l'effet du rayonnement solaire. Dans le cas de concentrations nettement plus élevées, ce qui est tout à fait concevable pour les hypothétiques planètes hycéaniques, un effet protecteur naturel se produirait cependant, qui mettrait fin à la perte de DMS. Ainsi, ces produits de dégradation, tels que le diméthyl disulfure et le méthanéthiol, forment une sorte de bouclier protecteur autour des régions atmosphériques inférieures qui sont aussi protégées de toutes nouvelles dégradations du DMS. Cependant, seul l'avenir nous dira dans quelle mesure ce scénario correspond à la réalité. Ce qui est déjà clair en revanche, c'est que la confirmation sans équivoque de la présence de DMS ne serait rien de moins qu'une étape sans précédent dans l'histoire de l'exploration spatiale. Et bien que Nikumatsu Sudan soit actuellement occupé à évaluer les nouveaux ensembles de données, comme mentionné un peu avant, il souligne qu'une seule détection directe suffirait à révolutionner toute l'histoire de la science. Rien d'étonnant à cela. Après tout, l'humanité se demande depuis des millénaires s'il existe d'autres formes de vie dans l'espace. En fin de compte, un seul exemple suffirait à mettre fin d'un seul coup à des millénaires de spéculations. On ne peut pas encore dire avec une certitude absolue si la percée de la vie extraterrestre ne s'appellera qu'à de 18B. Et pourtant, nous ne connaissons actuellement aucun autre candidat qui nous ouvre une piste aussi prometteuse dans notre recherche de la vie dans l'espace. 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