Qu'il y ait de la vie ailleurs dans l'univers est une question que les gens se posent depuis des millénaires; et au cours des dernières décennies, de grands progrès ont été accomplis dans notre recherche de signes de vie en dehors de notre système solaire.

Des missions de la NASA comme le télescope spatial Kepler nous ont aidés à documenter des milliers d'exoplanètes, des planètes qui orbitent autour d'autres étoiles. Et les missions actuelles de la NASA comme Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) devraient augmenter considérablement le nombre actuel d'exoplanètes connues. On s'attend à ce que des dizaines soient des planètes rocheuses de la taille de la Terre en orbite dans les zones habitables de leurs étoiles, à des distances où l'eau pourrait exister sous forme liquide à leur surface. Ce sont des endroits prometteurs pour chercher la vie.

Cela sera accompli par des missions comme le télescope spatial James Webb, qui sera bientôt lancé, qui complétera et étendra les découvertes du télescope spatial Hubble en observant aux longueurs d'onde infrarouges. Son lancement est prévu en 2021, et permettra aux scientifiques de déterminer si les exoplanètes rocheuses ont de l'oxygène dans leur atmosphère. L'oxygène dans l'atmosphère terrestre est dû à la photosynthèse des microbes et des plantes. Dans la mesure où les exoplanètes ressemblent à la Terre, l'oxygène dans leur atmosphère peut aussi être un signe de vie.

Toutes les exoplanètes ne ressembleront pas à la Terre, bien que. Certains le seront, mais d'autres seront suffisamment différents de la Terre pour que l'oxygène ne provienne pas nécessairement de la vie. Donc avec toutes ces exoplanètes actuelles et futures à étudier, Comment les scientifiques réduisent-ils le champ à ceux pour lesquels l'oxygène est le plus révélateur de la vie ?

Pour répondre à cette question, une équipe interdisciplinaire de chercheurs, dirigé par l'Arizona State University (ASU), a fourni un cadre, appelé « indice de détectabilité » qui peut aider à hiérarchiser les exoplanètes qui nécessitent une étude supplémentaire. Les détails de cet indice ont été récemment publiés dans le Journal d'astrophysique de la Société américaine d'astronomie.

"L'objectif de l'indice est de fournir aux scientifiques un outil pour sélectionner les meilleures cibles d'observation et maximiser les chances de détecter la vie, ", déclare l'auteur principal Donald Glaser de l'École des sciences moléculaires de l'ASU.

L'indice de détectabilité de l'oxygène pour une planète comme la Terre est élevé, ce qui signifie que l'oxygène dans l'atmosphère terrestre est certainement dû à la vie et à rien d'autre. Voir l'oxygène signifie la vie. Une découverte surprenante de l'équipe est que l'indice de détectabilité chute pour des exoplanètes pas trop différentes de la Terre.

Bien que la surface de la Terre soit en grande partie recouverte d'eau, Les océans de la Terre ne représentent qu'un faible pourcentage (0,025%) de la masse de la Terre. Par comparaison, les lunes du système solaire externe sont généralement constituées de près de 50 % de glace d'eau.

"Il est facile d'imaginer que dans un autre système solaire comme le nôtre, une planète semblable à la Terre pourrait ne contenir que 0,2 % d'eau, ", déclare le co-auteur Steven Desch de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU. "Et cela suffirait à modifier l'indice de détectabilité. L'oxygène ne serait pas indicatif de la vie sur de telles planètes, même s'il était observé. C'est parce qu'une planète semblable à la Terre qui contient 0,2 % d'eau, soit environ huit fois ce qu'a la Terre, n'aurait pas de continents ou de terres exposés. »

Sans terre, la pluie n'altérerait pas la roche et ne libérerait pas d'importants nutriments comme le phosphore. La vie photosynthétique ne pouvait pas produire d'oxygène à des taux comparables à d'autres sources non biologiques.

"L'indice de détectabilité nous dit qu'il ne suffit pas d'observer l'oxygène dans l'atmosphère d'une exoplanète. Nous devons également observer les océans et les terres, " dit Desch. " Cela change notre façon d'aborder la recherche de la vie sur les exoplanètes. Cela nous aide à interpréter les observations que nous avons faites sur les exoplanètes. Cela nous aide à choisir les meilleures exoplanètes cibles sur lesquelles rechercher la vie. Et cela nous aide à concevoir la prochaine génération de télescopes spatiaux afin que nous obtenions toutes les informations dont nous avons besoin pour identifier positivement la vie. »

Des scientifiques de divers domaines ont été réunis pour créer cet indice. La formation de l'équipe a été facilitée par le programme Nexus for Exoplanetary System Science (NExSS) de la NASA, qui finance la recherche interdisciplinaire pour développer des stratégies de recherche de vie sur les exoplanètes. Leurs disciplines comprennent l'astrophysique théorique et observationnelle, géophysique, géochimie, astrobiologie, océanographie, et l'écologie.

« Ce type de recherche nécessite des équipes diversifiées, nous ne pouvons pas le faire en tant que scientifiques individuels », déclare la co-auteure Hiairy Hartnett, qui occupe des postes conjoints à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace et à l'École des sciences moléculaires de l'ASU.

En plus de l'auteur principal Glaser et des co-auteurs Harnett et Desch, l'équipe comprend les co-auteurs Cayman Unterborn, Ariel Anbar, Steffen Buessecker, Thérèse Fisher, Steven Glaser, Susanne Neuer, Camérien Millsaps, Joseph O'Rourke, Sara Imari Walker, et Mikhail Zolotov qui représentent collectivement l'École des sciences moléculaires de l'ASU, École d'exploration de la Terre et de l'espace, et École des sciences de la vie. Les autres scientifiques de l'équipe comprennent des chercheurs de l'Université de Californie Riverside, Université Johns Hopkins et Université de Porto (Portugal).

C'est l'espoir de cette équipe que ce cadre d'indice de détectabilité sera utilisé dans la recherche de la vie.

"La détection de la vie sur une planète en dehors de notre système solaire changerait toute notre compréhension de notre place dans l'univers, " dit Glaser. " La NASA est profondément investie dans la recherche de la vie, et nous espérons que ce travail sera utilisé pour maximiser les chances de détecter la vie lorsque nous la recherchons. »