A la chasse à la vie extraterrestre, les scientifiques ont tendance à adopter ce que l'on appelle « l'approche des fruits à portée de main ». Cela consiste à rechercher des conditions similaires à ce que nous vivons ici sur Terre, qui comprennent à l'oxygène, molécules organiques, et beaucoup d'eau liquide. Assez intéressant, certains des endroits où ces ingrédients sont présents en abondance incluent les intérieurs de lunes glacées comme Europe, Ganymède, Encelade et Titan.

Alors qu'il n'y a qu'une seule planète terrestre dans notre système solaire qui est capable de supporter la vie (Terre), il y a plusieurs "mondes océaniques" comme ces lunes. Pour aller plus loin, une équipe de chercheurs du Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a mené une étude qui a montré à quel point les lunes glacées potentiellement habitables avec les océans intérieurs sont beaucoup plus probables que les planètes terrestres de l'univers.

L'étude, intitulé « Subsurface Exolife, " a été réalisée par Manasvi Lingam et Abraham Loeb du Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) et de l'Institute for Theory and Computation (ITC) de l'Université Harvard. Pour le bien de leur étude, les auteurs considèrent tout ce qui définit une zone habitable circumstellaire (alias "Goldilocks Zone") et la probabilité qu'il y ait de la vie à l'intérieur des lunes avec des océans intérieurs.

Pour commencer, Lingam et Loeb abordent la tendance à confondre zones habitables (ZS) et habitabilité, ou de traiter les deux concepts comme interchangeables. Par exemple, les planètes situées à l'intérieur d'une ZS ne sont pas nécessairement capables de supporter la vie - à cet égard, Mars et Vénus en sont de parfaits exemples. Alors que Mars est trop froid et que son atmosphère est trop mince pour supporter la vie, Vénus a subi un effet de serre incontrôlable qui l'a rendue chaude, endroit infernal.

D'autre part, les corps situés au-delà des ZS se sont avérés capables de contenir de l'eau liquide et les ingrédients nécessaires pour donner naissance à la vie. Dans ce cas, les lunes d'Europe, Ganymède, Encelade, Dioné, Titan, et plusieurs autres servent d'exemples parfaits. Grâce à la prédominance de l'eau et du chauffage géothermique causés par les forces de marée, ces lunes ont toutes des océans intérieurs qui pourraient très bien accueillir la vie.

Comme Lingam, chercheur post-doctorant à l'ITC et au CfA et auteur principal de l'étude, a raconté l'univers aujourd'hui par e-mail :

"La notion conventionnelle d'habitabilité planétaire est la zone habitable (ZH), à savoir le concept que la "planète" doit être située à la bonne distance de l'étoile de sorte qu'elle puisse être capable d'avoir de l'eau liquide à sa surface. Cependant, cette définition suppose que la vie est :(a) basée sur la surface, (b) sur une planète en orbite autour d'une étoile, et (c) à base d'eau liquide (comme solvant) et de composés carbonés. En revanche, notre travail assouplit les hypothèses (a) et (b), bien que nous retenions toujours (c)."

En tant que tel, Lingam et Loeb élargissent leur considération de l'habitabilité pour inclure des mondes qui pourraient avoir des biosphères souterraines. De tels environnements vont au-delà des lunes glacées telles qu'Europe et Encelade et pourraient inclure de nombreux autres types d'environnements souterrains profonds. En plus de ça, il a également été spéculé que la vie pourrait exister dans les lacs de méthane de Titan (c'est-à-dire des organismes méthanogènes). Cependant, Lingam et Loeb ont plutôt choisi de se concentrer sur les lunes glacées.

"Même si nous considérons la vie dans les océans souterrains sous des enveloppes de glace/roche, la vie pourrait également exister dans les roches hydratées (c'est-à-dire avec de l'eau) sous la surface ; cette dernière est parfois appelée vie souterraine, " a déclaré Lingam. "Nous n'avons pas exploré la deuxième possibilité car bon nombre des conclusions (mais pas toutes) pour les océans souterrains sont également applicables à ces mondes. De la même manière, comme indiqué ci-dessus, nous ne considérons pas les formes de vie basées sur des chimies exotiques et des solvants, car il n'est pas facile de prédire leurs propriétés.

Finalement, Lingam et Loeb ont choisi de se concentrer sur des mondes en orbite autour d'étoiles et contenant probablement une vie souterraine que l'humanité serait capable de reconnaître. Ils ont ensuite évalué la probabilité que de tels corps soient habitables, quels avantages et quels défis la vie devra-t-elle affronter dans ces environnements, et la probabilité que de tels mondes existent au-delà de notre système solaire (par rapport aux planètes terrestres potentiellement habitables).

Pour commencer, Les « mondes océaniques » ont plusieurs avantages lorsqu'il s'agit de soutenir la vie. Dans le système jovien (Jupiter et ses lunes) le rayonnement est un problème majeur, qui est le résultat de particules chargées piégées dans le puissant champ magnétique des géantes gazeuses. Entre ça et les atmosphères ténues de la lune, la vie aurait beaucoup de mal à survivre à la surface, mais la vie habitant sous la glace s'en tirerait bien mieux.

"L'un des principaux avantages des mondes glacés est que les océans souterrains sont pour la plupart isolés de la surface, " dit Lingam. " Par conséquent, Rayonnement UV et rayons cosmiques (particules énergétiques), qui sont généralement préjudiciables à la vie en surface à fortes doses, sont peu susceptibles d'affecter la vie putative dans ces océans souterrains."

« Du côté négatif, " il a continué, "l'absence de lumière du soleil comme source d'énergie abondante pourrait conduire à une biosphère qui a beaucoup moins d'organismes (par unité de volume) que la Terre. De plus, la plupart des organismes de ces biosphères sont probablement microbiens, et la probabilité d'évolution de la vie complexe peut être faible par rapport à la Terre. Un autre problème est la disponibilité potentielle des nutriments (par exemple le phosphore) nécessaires à la vie ; nous suggérons que ces nutriments pourraient être disponibles uniquement en concentrations inférieures à celles de la Terre sur ces mondes. »

À la fin, Lingam et Loeb ont déterminé qu'un large éventail de mondes avec des coquilles de glace d'épaisseur modérée peuvent exister dans un large éventail d'habitats à travers le cosmos. Sur la base de la probabilité statistique de tels mondes, ils ont conclu que les "mondes océaniques" comme Europe, Encelade, et d'autres comme elles sont environ 1000 fois plus fréquentes que les planètes rocheuses qui existent dans les ZS des étoiles.

Ces découvertes ont des implications drastiques pour la recherche de vie extraterrestre et extrasolaire. Cela a également des implications importantes sur la façon dont la vie peut être distribuée dans l'univers. Comme Lingam l'a résumé :

"Nous concluons que la vie sur ces mondes sera sans aucun doute confrontée à des défis notables. Cependant, d'autre part, il n'y a aucun facteur définitif qui empêche la vie (en particulier la vie microbienne) d'évoluer sur ces planètes et lunes. En ce qui concerne la panspermie, nous avons envisagé la possibilité qu'une planète flottante contenant de l'exovie souterraine puisse être temporairement "capturée" par une étoile, et qu'il peut peut-être semer d'autres planètes (en orbite autour de cette étoile) avec la vie. Comme il y a beaucoup de variables impliquées, tous ne peuvent pas être quantifiés avec précision. »

Professeur Leob – professeur de sciences Frank B. Baird Jr. à l'Université de Harvard, le directeur de l'ITC, et le co-auteur de l'étude - a ajouté que trouver des exemples de cette vie présente sa propre part de défis. Comme il l'a dit à l'univers Today par e-mail :

« Il est très difficile de détecter la vie sous-marine à distance (à grande distance) à l'aide de télescopes. On pourrait rechercher un excès de chaleur mais cela peut provenir de sources naturelles, comme les volcans. Le moyen le plus fiable de trouver la vie sous la surface est d'atterrir sur une telle planète ou lune et de forer à travers la calotte glaciaire de surface. C'est l'approche envisagée pour une future mission de la NASA en Europe dans le système solaire."

En explorant davantage les implications pour la panspermie, Lingam et Loeb ont également réfléchi à ce qui pourrait arriver si une planète comme la Terre était jamais éjectée du système solaire. Comme ils le notent dans leur étude, des recherches antérieures ont indiqué comment les planètes avec des atmosphères épaisses ou des océans souterrains pourraient encore soutenir la vie tout en flottant dans l'espace interstellaire. Comme Loeb l'a expliqué, ils ont également réfléchi à ce qui se passerait si cela arrivait un jour avec la Terre :

"Une question intéressante est ce qui arriverait à la Terre si elle était éjectée du système solaire dans l'espace froid sans être réchauffée par le Soleil. Nous avons découvert que les océans gèleraient jusqu'à une profondeur de 4,4 kilomètres mais que des poches d'eau liquide survivre dans les régions les plus profondes de l'océan terrestre, comme la tranchée des Mariannes, et la vie pourrait survivre dans ces lacs souterrains restants. Cela implique que la vie souterraine pourrait être transférée entre les systèmes planétaires. »

Cette étude sert également à rappeler qu'à mesure que l'humanité explore davantage le système solaire (en grande partie dans le but de trouver la vie extraterrestre), ce que nous trouvons a également des implications dans la chasse à la vie dans le reste de l'univers. C'est l'un des avantages de l'approche « fruits à portée de main ». Ce que nous ne savons pas est informé mais ce que nous faisons, et ce que nous trouvons aide à informer nos attentes de ce que nous pourrions trouver d'autre.

Et bien sûr, c'est un univers très vaste là-bas. Ce que nous pouvons trouver est susceptible d'aller bien au-delà de ce que nous sommes actuellement capables de reconnaître.