Pourquoi les scientifiques pensent que nous verrons des extra-terrestres de notre vivant

Atlantico : La probabilité de découvrir des traces de vie extra-terrestres est-elle de plus en plus forte ? 

François Forget : Oui. Dans le système solaire, les récentes missions d'exploration tendent à confirmer l'existence passée de lacs et rivières sur Mars et de mers souterraines riches en molécules organiques sur Encelade autour de Saturne. Mais la grande révolution concerne les planètes extrasolaires. Tout d'abord, à la fin des années 1990, nous avons eu la confirmation que la plupart des autres étoiles dans notre galaxie étaient entourées de planètes, ce qui n'était qu'une hypothèse avant 1995. Plus récemment, nous avons acquis la certitude  qu'une grande fraction de ces systèmes planétaires comprenait des planètes rocheuses, de taille comparable à la Terre, et dans la zone habitable. Il y aurait donc potentiellement des milliards de planètes propices à l'eau liquide et peut-être à la vie dans notre galaxie. 

Quels sont les éléments qui nous permettent d'envisager cette probabilité ? 

Il y a deux grandes voies de recherche visant à découvrir une vie extraterrestre : en cherchant "in situ" sur les autres corps du système solaire, ou en la détectant à distance sur les planètes et satellites autour des autres étoiles. Dans les deux cas, il est vrai que les agences spatiales comme la NASA, mais aussi l'ESA ont en préparation des sondes d'exploration ou des télescopes spatiaux qui nous permettront de grandement progresser dans cette recherche. Par contre, nous ne savons absolument pas si cette enquête va aboutir, notamment d'ici 20 ans.

Savons nous vraiment "où chercher" ? La vie telle que nous la connaissons et telle que nous pouvons l'imaginer est basée sur la chimie du carbone en solution dans l'eau liquide. Sur Terre l'activité biologique disparait en l'absence d'eau liquide, mais est presque toujours présente dès que celle ci est disponible. Aussi nous faisons l'hypothèse que la vie pourra être présente si de l'eau liquide est disponible. Cela peut-sembler limité et "chauvin", mais il faut reconnaitre qu'aucune autre forme de chimie n'approche la richesse de la chimie du carbone dans l'eau liquide. Il faut donc chercher là où l'on trouve de l'eau liquide...

Or si la molécule d'eau H2O est très commune dans le système solaire et ailleurs dans notre galaxie, sa forme liquide requiert des conditions de températures et de pression spécifique et relativement rare.

Dans le système solaire, la planète Mars a hébergé des lacs et des rivières dans sa jeunesse, il y a 3 à 4 milliards d'année. Elle est maintenant devenue aride, sauf peut-être en profondeur. Plus loin, les lunes glacées de Jupiter (Europe, Ganymède ou Callisto) ou Saturne (Encelade) semblent abriter des océans d'eau liquide sous leur croûte. Dans tous ces cas, une forme de vie pourrait être présente, mais elle ne bénéficierait pas actuellement de la lumière du soleil qui procure l'essentiel de son énergie à la vie terrestre et la rend facilement détectable à distance grâce à sa capacité à modifier la surface et la composition de l'atmosphère.

Autour des autres étoiles, on s'intéresse d'ailleurs particulièrement aux planètes rocheuses qui possèderaient comme la Terre des océans d'eau liquide en surface. Pour cela, la planète doit se situer ni trop près ni trop loin de son étoile pour que l'eau ne soit pas totalement sous forme de vapeur ou de glace. Cela définit une gamme d'orbite autour de chaque étoile nommée la "zone habitable" où il n'est pas impossible qu'une planète présente de l'eau liquide à sa surface et donc peut-être une vie détectable.

Dans tous les cas, reconnaître une vie extraterrestre sera très difficile. Il est très improbable que nous découvrions directement un fossile de langouste martienne ou un poisson mort à la surface d'Europe près de Jupiter ! Plus vraisemblablement, la découverte d'une vie extraterrestre commencerait par des indices énigmatiques (par exemple des molécules organiques fossiles étonnantes dans des sédiments martiens ou une atmosphère chimiquement inattendue sur une exoplanètes) qui suscitera des études et motivera le développement de nouvelles missions spatiales dédiées à la confirmation de cette hypothèse. Aussi, s'il n'est pas impossible que nous découvrions des indices de vie ailleurs d'ici cinquante ans, voire même d'ici vingt ans, prouver l'existence de cette vie extraterrestre prendra certainement beaucoup plus de temps...

Quelles sont les pistes scientifiques que l'on explore en priorité ?

Plusieurs projets de missions spatiales visant à progresser dans notre enquête sur la recherche de la vie sont en préparation.

Pour Mars, dès janvier 2016, l'agence spatiale européenne lancera le satellite "Exomars Trace Gas Orbiter" qui a pour notamment pour objectif de détecter un des gaz traces intrigants que pourrait émettre une vie souterraine, et remonter à une éventuelle source. En 2018, il sera suivit du Rover européen Exomars capable de forer à quelques mètres de profondeur pour récupérer le sol afin de l'analyser. En 2020, la NASA enverra sur Mars un nouveau Rover de la taille de Curiosity, et dont le but premier sera de prélever des échantillons et de les rassembler dans un container en vue de leur retour sur Terre quelques années plus tard, lorsque une mission spéciale capable de ramener ce container sera financée... L'analyse d'échantillons martiens, soigneusement choisis, avec les moyens d'analyse des laboratoires terrestres sera riche d'enseignement sur le passé de la planète Mars, et pourrait nous renseigner sur une vie martienne. Cependant, il n'est pas du tout certains que nous trouverons là une preuve définitive de son existence.

Pour les océans souterrains des satellites de glace, il s'agira mieux comprendre leur environnement. L'ESA construit la mission "Juice" qui étudiera Europe et surtout Ganymède à partir de... 2030 (lancement vers 2022). La NASA prévoit de lancer en 2025 une mission dédiée à Europe, "Europa Clipper" qui devrait permettre d'étudier l'océan sous la glace et sa composition chimique... Sauf énorme surprise, aucune de ces missions ne pourra détecter la vie.

Parallèlement, plusieurs systèmes de télescopes spatiaux sont envisagés pour détecter les atmosphères sur les planètes extrasolaires. L'impressionnant James Webb Space Telescope, le successeur de Hubble, sera lancée dès 2018. Il pourra probablement caractériser l'atmosphère de quelques "super-Terres" (des planètes rocheuses plus grosses que la Terre), mais là encore, une détection confirmée de vie  semble peu plausible... Pour faire plus, il faudra attendre une nouvelle génération d'observatoires spatiaux au-delà de 2030 voire 2035. Cependant la recherche sur les planètes extrasolaires a toujours réservé des surprises et souvent, par le passé, les astronomes ont su utiliser des instruments existants pour effectuer des mesures que l'ont pensait impossible auparavant. Gageons que d'ici 2035 des surprises nous attendent.

La formation sur une planète des conditions propices à l'apparition de vie signifie-t-elle pour autant qu'il y a véritablement une vie extraterrestre ?

C'est la grande question ! Nul ne connait la réponse. L’écart de complexité entre les composés chimiques non-vivants et les plus simples formes de vie connues reste incommensurable. De plus, on ne trouve pas d’indice direct de cette « transition » dans les archives géologiques terrestres. Néanmoins si la naissance de la vie sur la Terre résulte de processus physico-chimiques fondamentaux et reproductibles, alors on peut imaginer scientifiquement que la vie a pu émerger puis évoluer ailleurs.

En amont ce cette question, la question de savoir si les planètes offrant des conditions propices à la vie sont communes n'est pas non plus encore résolue. Certes, nous savons que qu'un grand nombre d'étoiles sont entourées de planètes de tailles comparables à la Terre. Cependant nous ne savons pas si elles sont capables d'abriter des océans d'eau liquide pendant plusieurs milliards d'années comme notre planète. Il n'est pas impossible que la Terre soit exceptionnelle de par sa géophysique, son origine, la nature du système solaire, etc. La bonne  nouvelle est que, dans les années à venir, nous allons beaucoup progresser sur cette question. Il est probable que bien avant d'être capable de rechercher la vie directement, nous saurons s'il y a d'autres Terres propices à la vie ailleurs...

Qu'est-ce que ces découvertes pourrait nous apprendre sur nous-mêmes, sur la manière dont est apparue la vie sur Terre ?

Acquérir la certitude de l'existence d’une vie ailleurs serait l’un des plus grands événements scientifiques et philosophiques de notre histoire. Inversement, démontrer que la vie n'a jamais démarré sur Mars ou dans les océans des satellites glacés du système solaire ne serait pas dénué d’intérêt : pourquoi, dans des conditions a priori aussi favorables, la vie n'aurait-elle émergé que sur Terre ? Ces environnements permettront peut-être d'étudier la forme que peut naturellement prendre la chimie du carbone avant la vie (la chimie dite "prébiotique"), et ainsi de mieux imaginer les étapes menant lentement du non-vivant au vivant, ce qui est impossible sur Terre.

Si nous pouvions reconnaître et analyser une forme de vie dans le système solaire - ou ses restes -, les conclusions ne seront pas les mêmes selon le lien que cette nouvelle biologie aura avec la vie terrestre.

Si elle semble analogue, à base du même ADN et des mêmes protéines, il est envisageable qu'elle ait une même origine que notre propre biologie. En effet nous savons que de grandes quantités de matière ont pu être transportées au travers du système solaire, notamment entre Mars et la Terre, à la suite de violents impacts météoritiques. Cela signifierait donc que la Terre a ensemencé Mars ou que, hypothèse fascinante, la vie a commencé sur Mars (qui a pu être propice à la vie avant la Terre grâce à sa petite taille et sa distance au soleil) avant de s'épanouir sur notre planète.

Par contre, si nous identifions une forme de vie totalement nouvelle, une "seconde génèse", alors nous pourrons conclure que la vie peut connaitre des origines multiples, qu'elle résulte de processus naturels et probables. Elle serait donc abondante dans l'univers.