Les astronomes de Cornell ont exploré la palette de couleurs de la nature depuis la Terre primitive pour créer une "aide-mémoire" cosmique pour regarder les mondes lointains. En corrélant les teintes et les teintes, les chercheurs visent à comprendre où les exoplanètes découvertes peuvent raisonnablement se situer le long de leur propre spectre évolutif.

"Dans notre quête pour comprendre les exoplanètes, nous utilisons la Terre primitive et ses jalons biologiques dans l'histoire comme pierre de Rosette, " dit Jack O'Malley-James, chercheur associé au Carl Sagan Institute de Cornell.

O'Malley-James a co-écrit "Expanding the Timeline for Earth's Photosynthetic Red Edge Biosignature" avec Lisa Kaltenegger, professeur d'astronomie et directeur de l'Institut Sagan. L'article a été publié le 9 juillet dans le Journal d'astrophysique .

"Si un extraterrestre avait utilisé la couleur pour observer si notre Terre avait de la vie, cet extraterrestre verrait des couleurs très différentes tout au long de l'histoire de notre planète - remontant à des milliards d'années - lorsque différentes formes de vie dominaient la surface de la Terre, " a déclaré Kaltenegger.

"Les astronomes s'étaient concentrés uniquement sur la végétation auparavant, mais avec une meilleure palette de couleurs, les chercheurs peuvent désormais regarder au-delà d'un demi-milliard d'années et jusqu'à 2,5 milliards d'années dans l'histoire de la Terre pour correspondre à des périodes similaires sur les exoplanètes, " elle a dit.

Depuis un demi-milliard d'années – environ 10 % de la durée de vie de notre planète – la chlorophylle, présent dans de nombreuses formes familières de la vie végétale telles que les feuilles et le lichen, a été l'élément clé de la biosignature de la Terre. Mais d'autres flores, comme les cyanobactéries et les algues, sont beaucoup plus anciennes que la végétation terrestre, mais leurs structures contenant de la chlorophylle laissent leurs propres signes révélateurs à la surface d'une planète.

"Les scientifiques peuvent observer les biosignatures de surface au-delà de la végétation sur des exoplanètes semblables à la Terre en utilisant notre propre planète comme clé de ce qu'il faut rechercher, " a déclaré O'Malley-James.

"Quand on découvre une exoplanète, cette recherche nous donne un éventail beaucoup plus large pour remonter dans le temps, ", a déclaré Kaltenegger. "Nous prolongeons la période pendant laquelle nous pouvons trouver un biote de surface de 500 millions d'années (végétation terrestre généralisée) à environ 1 milliard d'années avec le lichen et jusqu'à 2 ou 3 milliards d'années avec les cyanobactéries."

O'Malley-James et Kaltenegger ont modélisé des spectres d'exoplanètes semblables à la Terre avec différents organismes de surface qui utilisent la chlorophylle. Les scénarios peuvent inclure où quelques organismes dominent toute la surface d'une planète semblable à la Terre, comme le fictif, monde marécageux de Dagobah, la maison de Yoda dans les films "Star Wars".

Les lichens (un partenariat symbiotique fongique et photosynthétique) ont peut-être colonisé les masses continentales de la Terre il y a environ 1,2 milliard d'années et auraient peint la Terre de couleurs sauge à vert menthe. Cette couverture aurait généré une signature photosynthétique « non végétative » du bord rouge (la partie du spectre qui aide à empêcher les planètes d'être brûlées par le soleil) avant que le biote de la Terre moderne d'aujourd'hui ne prenne le dessus.

O'Malley-James et Kaltenegger ont déclaré que les cyanobactéries - comme les algues de surface - pourraient avoir été répandues il y a entre 2 et 3 milliards d'années, produire un bord rouge photosynthétique, et pourrait être trouvé sur d'autres exoplanètes semblables à la Terre.

Cette recherche montre que les lichens, les algues et les cyanobactéries auraient pu fournir une caractéristique de bord rouge de surface détectable pour une Terre plus jeune, bien avant que la végétation terrestre ne se généralise il y a 500 à 750 millions d'années, dit O'Malley-James.

"Cet article étend l'utilisation d'une caractéristique biologique de surface de bord rouge photosynthétique à des périodes antérieures de l'histoire de la Terre, " il a dit, "ainsi qu'à un plus large éventail de scénarios de planètes extrasolaires habitables."