S’il existe de la vie dans le système solaire au-delà de la Terre, elle pourrait se trouver dans les nuages de Vénus. Contrairement à la surface extrêmement inhospitalière de la planète, la couche nuageuse de Vénus, qui s'étend de 30 à 40 miles au-dessus de la surface, abrite des températures plus douces qui pourraient soutenir certaines formes de vie extrêmes.
S'il existe, les scientifiques ont supposé que tout habitant d'un nuage vénusien serait très différent des formes de vie sur Terre. En effet, les nuages eux-mêmes sont constitués de gouttelettes hautement toxiques d'acide sulfurique, un produit chimique intensément corrosif connu pour dissoudre les métaux et détruire la plupart des molécules biologiques sur Terre.
Mais une nouvelle étude menée par des chercheurs du MIT pourrait remettre en question cette hypothèse. Publié aujourd'hui dans la revue Astrobiology , l'étude rapporte qu'en fait, certains éléments constitutifs clés de la vie peuvent persister dans des solutions d'acide sulfurique concentré.
Les auteurs de l'étude ont découvert que 19 acides aminés essentiels à la vie sur Terre sont stables jusqu'à quatre semaines lorsqu'ils sont placés dans des flacons d'acide sulfurique à des concentrations similaires à celles des nuages de Vénus. En particulier, ils ont découvert que la « structure » moléculaire des 19 acides aminés restait intacte dans des solutions d'acide sulfurique dont la concentration variait entre 81 % et 98 %.
"Ce qui est absolument surprenant, c'est que l'acide sulfurique concentré n'est pas un solvant universellement hostile à la chimie organique", déclare Janusz Petkowski, co-auteur de l'étude et chercheur au Département des sciences de la Terre, de l'atmosphère et des planètes (EAPS) du MIT. P>
"Nous constatons que les éléments constitutifs de la vie sur Terre sont stables dans l'acide sulfurique, ce qui est très intrigant pour l'idée de la possibilité d'une vie sur Vénus", ajoute l'auteur de l'étude Sara Seager, professeur de sciences planétaires à l'EAPS de la promotion 1941 du MIT. et professeur aux départements de physique et d'aéronautique et astronautique. "Cela ne veut pas dire que la vie y sera la même qu'ici. En fait, nous savons que cela ne peut pas être le cas. Mais ces travaux avancent l'idée que les nuages de Vénus pourraient contenir des produits chimiques complexes nécessaires à la vie."
Les co-auteurs de l'étude incluent le premier auteur Maxwell Seager, étudiant au département de chimie de l'Institut polytechnique de Worcester et fils de Seager, et William Bains, chercheur affilié au MIT et scientifique à l'Université de Cardiff.
La recherche de vie dans les nuages de Vénus a pris de l'ampleur ces dernières années, stimulée en partie par la détection controversée de la phosphine, une molécule considérée comme l'une des signatures de la vie, dans l'atmosphère de la planète. Bien que cette détection reste sujette à débat, la nouvelle a revigoré une vieille question :la planète sœur de la Terre pourrait-elle réellement héberger la vie ?
À la recherche d’une réponse, les scientifiques prévoient plusieurs missions vers Vénus, dont la première mission sur la planète largement financée par le secteur privé, soutenue par la société de lancement californienne Rocket Lab. Cette mission, dont Seager est le chercheur scientifique principal, vise à envoyer un vaisseau spatial à travers les nuages de la planète pour analyser leur chimie à la recherche de signes de molécules organiques.
Avant le lancement de la mission en janvier 2025, Seager et ses collègues ont testé diverses molécules dans de l'acide sulfurique concentré pour voir quels fragments de vie sur Terre pourraient également être stables dans les nuages de Vénus, dont on estime qu'ils sont plusieurs fois plus acides que l'acide sulfurique. endroits les plus acides de la Terre.
"Les gens ont l'impression que l'acide sulfurique concentré est un solvant extrêmement agressif qui peut tout réduire en morceaux", explique Petkowski. "Mais nous constatons que ce n'est pas nécessairement vrai."
En fait, l’équipe a déjà montré que des molécules organiques complexes telles que certains acides gras et acides nucléiques restent étonnamment stables dans l’acide sulfurique. Les scientifiques prennent soin de souligner, comme ils le font dans leur article actuel, que "la chimie organique complexe n'est bien sûr pas la vie, mais il n'y a pas de vie sans elle".
En d'autres termes, si certaines molécules peuvent persister dans l'acide sulfurique, alors peut-être que les nuages très acides de Vénus sont habitables, voire nécessairement habités.
Dans leur nouvelle étude, l’équipe s’est concentrée sur les acides aminés, des molécules qui se combinent pour former des protéines essentielles, chacune ayant sa propre fonction spécifique. Chaque être vivant sur Terre a besoin d'acides aminés pour fabriquer des protéines qui, à leur tour, remplissent des fonctions vitales, depuis la décomposition des aliments jusqu'à la production d'énergie, la construction musculaire et la réparation des tissus.
"Si vous considérez les quatre principaux éléments constitutifs de la vie que sont les bases d'acide nucléique, les acides aminés, les acides gras et les glucides, nous avons démontré que certains acides gras peuvent former des micelles et des vésicules dans l'acide sulfurique, et que les bases d'acide nucléique sont stables dans l'acide sulfurique. Il a été démontré que les glucides sont très réactifs dans l'acide sulfurique," Maxwell
Seager explique. "Cela ne nous a laissé que les acides aminés comme dernier élément de base majeur pour
étudier."
Les scientifiques ont commencé leurs études sur l’acide sulfurique pendant la pandémie, en menant leurs expériences dans un laboratoire domestique. Depuis lors, Seager et son fils ont continué leurs travaux sur la chimie de l'acide sulfurique concentré. Début 2023, ils ont commandé des échantillons de poudre de 20 acides aminés « biogéniques », ces acides aminés essentiels à toute vie sur Terre. Ils ont dissous chaque type d'acide aminé dans des flacons d'acide sulfurique mélangé à de l'eau, à des concentrations de 81 % et 98 %, qui représentent la gamme qui existe dans les nuages de Vénus.
L'équipe a ensuite laissé les flacons incuber pendant une journée avant de les transporter au Department of Chemistry Instrumentation Facility (DCIF) du MIT, un laboratoire partagé ouvert 24h/24 et 7j/7 qui propose un certain nombre d'instruments automatisés et manuels aux scientifiques du MIT. Pour leur part, Seager et son équipe ont utilisé le spectromètre à résonance magnétique nucléaire (RMN) du laboratoire pour analyser la structure des acides aminés dans l'acide sulfurique.
Après avoir analysé chaque flacon plusieurs fois pendant quatre semaines, les scientifiques ont découvert, à leur grande surprise, que la structure moléculaire de base, ou « colonne vertébrale » de 19 des 20 acides aminés, restait stable et inchangée, même dans des conditions très acides.
"Le simple fait de montrer que ce squelette est stable dans l'acide sulfurique ne signifie pas qu'il y a de la vie sur Vénus", note Maxwell Seager. "Mais si nous avions montré que cette colonne vertébrale était compromise, alors il n'y aurait aucune chance de vivre telle que nous la connaissons."
"Maintenant, avec la découverte que de nombreux acides aminés et acides nucléiques sont stables dans 98 % d'acide sulfurique, la possibilité que la vie survive dans l'acide sulfurique n'est peut-être plus si farfelue ou fantastique", déclare Sanjay Limaye, planétologue à l'Université. du Wisconsin qui étudie Vénus depuis plus de 45 ans et qui n'a pas participé à cette étude. "Bien sûr, de nombreux obstacles nous attendent, mais la vie qui a évolué dans l'eau et s'est adaptée à l'acide sulfurique ne peut pas être facilement écartée."
L’équipe reconnaît que la chimie des nuages de Vénus est probablement plus compliquée que les conditions du « tube à essai » de l’étude. Par exemple, les scientifiques ont mesuré divers gaz traces, en plus de l'acide sulfurique, dans les nuages de la planète. À ce titre, l'équipe prévoit d'incorporer certains gaz traces dans de futures expériences.
"Il n'existe aujourd'hui que quelques groupes dans le monde qui travaillent sur la chimie de l'acide sulfurique, et ils conviendront tous que personne n'a d'intuition", ajoute Sara Seager. "Je pense que nous sommes simplement plus heureux que tout que ce dernier résultat ajoute un "oui" supplémentaire à la possibilité d'une vie sur Vénus."
Plus d'informations : Maxwell D. Seager et al, Stabilité de 20 acides aminés biogéniques dans l'acide sulfurique concentré :implications pour l'habitabilité des nuages de Vénus, Astrobiologie (2024). DOI :10.1089/ast.2023.0082
Fourni par le Massachusetts Institute of Technology
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche, de l'innovation et de l'enseignement du MIT.
