Une façon de comprendre le potentiel de vie sur des planètes lointaines – celles qui se trouvent dans d’autres systèmes solaires et qui gravitent autour d’étoiles différentes – consiste à étudier l’atmosphère d’une planète. Les images prises au télescope capturent souvent des traces de gaz qui peuvent indiquer la présence de vie et de planètes habitables. Mais les résultats d’une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université du Colorado à Boulder remettent en question cette idée : des scientifiques ont créé un type de gaz souvent considéré comme un indicateur de vie dans un laboratoire de chimie où aucun organisme n’est présent.
Le papier, publié aujourd’hui à Lettres du journal astrophysiqueLes chercheurs ont découvert qu’un type de molécule que les scientifiques considèrent généralement comme un signe de vie, appelé biosignature, n’est peut-être pas un indicateur aussi fiable de vie qu’on le pensait auparavant. Les chercheurs ont créé du sulfure de diméthyle, un type de composé organique soufré souvent fabriqué par des microbes marins, dans une chambre de réaction utilisant la lumière et les gaz présents dans l’atmosphère de nombreuses planètes.
Les chercheurs ont déclaré que la création de sulfure de diméthyle en laboratoire était passionnante, mais leurs résultats bouleversent les recherches précédentes. Les travaux sont dirigés par Nate Reed, chercheur invité du Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) de l’Université du Colorado à Boulder, et Ellie Browne, chercheuse associée et professeure de chimie du CIRES.
« Les molécules de soufre que nous fabriquons sont considérées comme des indicateurs de vie, car elles sont produites par la vie sur Terre », a déclaré Browne. « Mais nous les avons fabriquées en laboratoire sans vie. Il se peut donc que ce ne soit pas un signe de vie, mais plutôt un signe de quelque chose d’hospitalier pour la vie. » Les composés organiques soufrés ne sont peut-être pas des biomarqueurs fiables, mais pourraient plutôt servir de marqueurs du potentiel métabolique, selon les auteurs de l’étude.
À la recherche de la vie
Le télescope spatial James Webb de la NASA a été lancé en 2009. L’une de ses missions est de capturer des images d’exoplanètes, des planètes situées en dehors du système solaire terrestre, afin de comprendre les différentes atmosphères. Une partie de la mission du satellite consiste à se demander si ces planètes abritent la vie.
La nouvelle étude s’intéresse à ce qui se passe dans l’atmosphère d’une planète lorsque les gaz réagissent avec la lumière et forment une « brume organique et des gaz associés », des particules d’aérosol formées par la chimie atmosphérique. Les auteurs se sont concentrés sur les molécules organiques qui contiennent du soufre, notamment le sulfure de diméthyle, qui sont des produits métaboliques secondaires des organismes vivants sur Terre.
« L’une des principales découvertes de l’étude que nous avons vue est le sulfure de diméthyle », a déclaré Reed. « C’est une découverte passionnante, car elle a été mesurée dans des atmosphères exoplanétaires et on pensait auparavant qu’elle était un signe de vie sur cette planète. »
Pour recréer en laboratoire les atmosphères planétaires, Reed et Browne, ainsi que des co-auteurs, dont Maggie Tolbert, directrice adjointe du CIRES, ont imité des atmosphères dans lesquelles la lumière réagit avec les gaz. Dans la nouvelle étude, ils ont utilisé la lumière UV pour transformer les molécules de méthane et de sulfure d’hydrogène en espèces réactives, qui produisent des gaz organosulfurés, les biosignatures observées depuis le télescope spatial James Webb.
Reed a souligné que même si les résultats sont passionnants, ils se limitent à un seul type d’atmosphère. « Il existe une grande variété d’atmosphères, et nous n’avons étudié que de petites différences dans l’une d’entre elles. On ne peut pas étudier toutes les atmosphères qui existent en laboratoire », a-t-il déclaré.
Les chercheurs espèrent que leur étude inspirera d’autres études fondamentales en laboratoire sur les réactions chimiques de base, en particulier celles impliquant le soufre. Le soufre est difficile à manipuler : il est collant, malodorant et toxique. Mais ne pas étudier les réactions du soufre empêche les scientifiques de comprendre pleinement ce que ces résultats signifient pour les biosignatures.
« Lorsque nous recherchons ces biosignatures, nous avons tendance à vouloir faire sensation en disant que nous avons détecté des signes de vie », explique Browne. « L’atmosphère est très efficace pour fabriquer tout un tas de molécules différentes, et nous avons découvert que le fait qu’elles puissent être fabriquées en laboratoire ne signifie pas qu’elles ne constituent pas une source. »
Plus d’informations :
Nathan W. Reed et al., Production abiotique de sulfure de diméthyle, de sulfure de carbonyle et d’autres gaz organosulfurés par photochimie : implications pour les biosignatures et le potentiel métabolique, Lettres du journal astrophysique (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad74da