La recherche de traces de vie sur d’autres planètes est très différente selon que l’on cible le système solaire, avec la possibilité d’étudier et de procéder à des échantillonnages sur place ou sur des échantillons ramenés sur Terre, ou selon que l’on cible des systèmes exoplanétaires où on ne pourra jamais se poser. Dans les deux cas, il s’agit d’abord de déterminer si les planètes sont ou ont été habitables. Ensuite, la recherche de traces de vie sur des exoplanètes se focalise sur la détection et la composition de l’atmosphère.
Les évolutions technologiques futures nous permettront peut-être d’analyser la surface des planètes, qui pourrait suggérer la probabilité de présence de vie , par exemple via l’absorption ou la réflexion de la lumière (fluorescence) par des pigments comme on le fait par satellite au-dessus des océans terrestres pour cartographier, identifier et quantifier le phytoplancton (microorganismes phototrophiques importants, producteurs primaires à la base des chaînes trophiques et jouant un rôle prépondérant dans le cycle du carbone et l’oxygénation de l’atmosphère). Le télescope géant européen (E-ELT: European Extremely Large telescope) qui doit être inauguré en 2025, pourra analyser la lumière polarisée réfléchie par une planète et la différencier de la lumière non polarisée de son étoile. On peut d’ailleurs déjà avec le VLT (Very Large Telescope), analyser la lumière de la Terre éclairée par le Soleil et réfléchie sur la Lune qui agit comme un miroir (« lumière cendrée »), et y voir la présence d’eau et de végétation. Mais on est encore très loin de cela pour les exoplanètes !
Dans le cadre du projet PORTAL, que nous avons développé avec plusieurs collègues et qui va se nourrir des données transmises par le JWST, nous sommes partis de l’idée que le rayonnement stellaire représente une source efficace et illimitée d’énergie, abondamment utilisée par la vie et à la base des réseaux trophiques sur Terre. Il est donc possible que la lumière d’autres étoiles puisse être utilisée par d’autres formes de vie ailleurs dans l’Univers. Parmi des milliers d’exoplanètes découvertes à ce jour, quelques douzaines seraient potentiellement habitables, et leurs compositions atmosphériques pourront bientôt être décrites grâce aux nouveaux télescopes, notamment le JWST. L’évaluation approfondie de l’habitabilité des systèmes planétaires autour d’étoiles naines de faible masse est donc essentielle pour la compréhension de l’universalité et des limites de la vie. La luminosité de ces étoiles froides étant beaucoup plus faible que le Soleil, leurs planètes rocheuses doivent orbiter très près d’elles pour être habitables. Puisque le spectre lumineux de ces étoiles émet surtout dans l’infra-rouge, une vie phototrophe à la surface de ces planètes devrait développer des stratégies pour utiliser ces photons tout en se protégeant des très puissants rayonnements dans l’ultraviolet extrême (XUV) et des vents stellaires.
Sur Terre, les organismes phototrophes ont développé des mécanismes pour capturer les photons dans le visible, mais aussi dans l’infra-rouge, et des stratégies pour se protéger des UV. La phototrophie est apparue il y a plus de 3.4 milliards d’années, alors que l’atmosphère anoxique de la Terre était dépourvue d’ozone, exposant la surface terrestre à de puissantes radiations UV. Plus tard, aux alentours de 2.4 milliards d’années, la photosynthèse oxygénique a eu une influence majeure sur la composition chimique de l’atmosphère et des océans, et a contribué à la diversification et à la complexification de la vie (eucaryote). La phototrophie peut donc impacter l’évolution des planètes et de la vie. Le JWST va permettre l’exploration à distance des divers types d’exoplanètes et de la composition de leur atmosphère, offrant ainsi une base de connaissances indispensable qui permettra ensuite de mieux cerner la diversité des mondes inhabitables, possiblement habitables, et d’y rechercher des anomalies peut-être explicables par la biologie.
