Les scientifiques ont identifié un groupe de planètes en dehors de notre système solaire où existent les mêmes conditions chimiques qui ont pu conduire à la vie sur Terre.

Les chercheurs, de l'Université de Cambridge et du Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB), ont découvert que les chances que la vie se développe à la surface d'une planète rocheuse comme la Terre sont liées au type et à la force de la lumière émise par son étoile hôte.

Leur étude, publié dans la revue Avancées scientifiques , propose que les étoiles qui émettent suffisamment de lumière ultraviolette (UV) pourraient relancer la vie sur leurs planètes en orbite de la même manière qu'elle s'est probablement développée sur Terre, où la lumière UV alimente une série de réactions chimiques qui produisent les éléments constitutifs de la vie.

Les chercheurs ont identifié une gamme de planètes où la lumière UV de leur étoile hôte est suffisante pour permettre à ces réactions chimiques d'avoir lieu, et qui se situent dans la plage habitable où l'eau liquide peut exister à la surface de la planète.

"Ce travail nous permet de cerner les meilleurs endroits pour chercher la vie, " a déclaré le Dr Paul Rimmer, un chercheur postdoctoral avec une affiliation conjointe au Laboratoire Cavendish de Cambridge et au MRC LMB, et le premier auteur de l'article. "Cela nous rapproche un peu plus de la question de savoir si nous sommes seuls dans l'univers."

Le nouveau papier est le résultat d'une collaboration continue entre le Laboratoire Cavendish et le MRC LMB, alliant chimie organique et recherche sur les exoplanètes. Il s'appuie sur les travaux du professeur John Sutherland, un co-auteur sur le papier actuel, qui étudie l'origine chimique de la vie sur Terre.

Dans un article publié en 2015, Le groupe du professeur Sutherland au MRC LMB a proposé que le cyanure, bien qu'un poison mortel, était en fait un ingrédient clé de la soupe primordiale à l'origine de toute vie sur Terre.

Dans cette hypothèse, le carbone des météorites qui ont percuté la jeune Terre a interagi avec l'azote dans l'atmosphère pour former du cyanure d'hydrogène. Le cyanure d'hydrogène a plu à la surface, où il interagissait avec d'autres éléments de diverses manières, alimenté par la lumière UV du soleil. Les produits chimiques produits à partir de ces interactions ont généré les éléments constitutifs de l'ARN, le proche parent de l'ADN qui, selon la plupart des biologistes, a été la première molécule de la vie à véhiculer des informations.

Dans le laboratoire, Le groupe de Sutherland a recréé ces réactions chimiques sous des lampes UV, et généré les précurseurs des lipides, acides aminés et nucléotides, qui sont tous des composants essentiels des cellules vivantes.

"Je suis tombé sur ces expériences précédentes, et en tant qu'astronome, ma première question est toujours quel type de lumière utilisez-vous, auxquels, en tant que chimistes, ils n'avaient pas vraiment pensé, " dit Rimmer. " J'ai commencé par mesurer le nombre de photons émis par leurs lampes, et s'est ensuite rendu compte que comparer cette lumière à la lumière de différentes étoiles était une prochaine étape simple."

Les deux groupes ont effectué une série d'expériences en laboratoire pour mesurer à quelle vitesse les éléments constitutifs de la vie peuvent être formés à partir d'ions de cyanure d'hydrogène et d'hydrogène sulfite dans l'eau lorsqu'ils sont exposés à la lumière UV. Ils ont ensuite effectué la même expérience en l'absence de lumière.

"Il y a de la chimie qui se fait dans le noir :c'est plus lent que la chimie qui se fait à la lumière, mais c'est là, " a déclaré l'auteur principal, le professeur Didier Queloz, également du Laboratoire Cavendish. "Nous voulions voir combien de lumière il faudrait pour que la chimie de la lumière l'emporte sur la chimie de l'obscurité."

La même expérience menée dans l'obscurité avec le cyanure d'hydrogène et le sulfite d'hydrogène a abouti à un composé inerte qui ne pouvait pas être utilisé pour former les éléments constitutifs de la vie, tandis que l'expérience réalisée sous les lumières a abouti aux blocs de construction nécessaires.

Les chercheurs ont ensuite comparé la chimie de la lumière à la chimie de l'obscurité contre la lumière UV de différentes étoiles. Ils ont tracé la quantité de lumière UV disponible pour les planètes en orbite autour de ces étoiles afin de déterminer où la chimie pourrait être activée.

Ils ont découvert que les étoiles à environ la même température que notre soleil émettaient suffisamment de lumière pour que les éléments constitutifs de la vie se soient formés à la surface de leurs planètes. Des étoiles sympas, d'autre part, ne produisent pas assez de lumière pour que ces blocs de construction se forment, sauf s'ils ont de fréquentes éruptions solaires puissantes pour faire avancer la chimie étape par étape. Les planètes qui reçoivent à la fois suffisamment de lumière pour activer la chimie et pourraient avoir de l'eau liquide à leur surface résident dans ce que les chercheurs ont appelé la zone d'abiogenèse.

Parmi les exoplanètes connues qui résident dans la zone d'abiogenèse figurent plusieurs planètes détectées par le télescope Kepler, dont Kepler 452b, une planète qui a été surnommée la "cousine" de la Terre, bien qu'il soit trop loin pour sonder avec la technologie actuelle. Télescopes de nouvelle génération, tels que les télescopes TESS et James Webb de la NASA, sera, espérons-le, en mesure d'identifier et de caractériser potentiellement de nombreuses autres planètes situées dans la zone d'abiogenèse.

Bien sûr, il est également possible que s'il y a de la vie sur d'autres planètes, qu'il s'est développé ou se développera d'une manière totalement différente de ce qu'il a fait sur Terre.

"Je ne sais pas à quel point la vie est contingente, mais étant donné que nous n'avons qu'un seul exemple jusqu'à présent, il est logique de chercher des endroits qui nous ressemblent le plus, " dit Rimmer. " Il y a une distinction importante entre ce qui est nécessaire et ce qui est suffisant. Les blocs de construction sont nécessaires, mais ils peuvent ne pas être suffisants :il est possible que vous puissiez les mélanger pendant des milliards d'années et que rien ne se passe. Mais vous voulez au moins regarder les endroits où existent les choses nécessaires."

Selon des estimations récentes, il y a jusqu'à 700 millions de milliards de planètes terrestres dans l'univers observable. "Pour avoir une idée de quelle fraction a été, ou peut-être, prêt pour la vie me fascine, " dit Sutherland. " Bien sûr, être prêt pour la vie n'est pas tout et nous ne savons toujours pas à quel point l'origine de la vie est probable, même dans des circonstances favorables - si c'est vraiment improbable, nous pourrions être seuls, mais sinon, nous pouvons avoir de la compagnie."