Cela a commencé comme le font de nombreuses découvertes : un chatouillement de curiosité au fond de l’esprit de quelqu’un. Ce quelqu’un était l’astronome et communicateur Carl Sagan. Ce qui chatouillait, c’était la trajectoire du vaisseau spatial Galileo de la NASA, lancé en octobre 1989 et qui fut le premier à orbiter autour de Jupiter. Le résultat fut un article en Nature Il y a 30 ans cette semaine, cela a changé la façon dont les scientifiques envisageaient la recherche de la vie sur d’autres planètes.
L’opportunité est née d’un accident tragique. Près de quatre ans avant le lancement de Galileo, en janvier 1986, la navette spatiale Challenger avait explosé peu après son décollage, emportant avec elle sept vies. La NASA a annulé son projet d’envoyer Galileo sur un chemin rapide vers Jupiter à l’aide d’une fusée à combustible liquide à bord d’une autre navette spatiale. Au lieu de cela, la sonde a été libérée plus doucement d’une navette en orbite, les ingénieurs de mission la lançant autour de Vénus et de la Terre afin qu’elle puisse bénéficier des impulsions gravitationnelles qui la catapulteraient jusqu’à Jupiter.
Le 8 décembre 1990, Galilée devait survoler la Terre, à seulement 960 kilomètres au-dessus de la surface. Les chatouilles sont devenues une démangeaison que Sagan a dû gratter. Il a convaincu la NASA de pointer les instruments du vaisseau spatial vers notre planète. L’article qui en a résulté s’intitulait « Une recherche de la vie sur Terre à partir du vaisseau spatial Galileo ».
La vue extérieure
Nous sommes dans une position unique car nous savons que la vie existe sur Terre. Utiliser notre propre maison pour tester si nous pouvions discerner cela à distance était une suggestion extraordinaire à l’époque, alors que l’on savait si peu de choses sur les environnements dans lesquels la vie pouvait prospérer. “C’est presque comme une histoire de science-fiction enveloppée dans un journal”, explique David Grinspoon, scientifique principal chargé de la stratégie d’astrobiologie au siège de la NASA à Washington DC. “Imaginons que nous voyons la Terre pour la première fois.”
Cela s’est également produit à une époque où la recherche de vie ailleurs dans le système solaire était au plus bas. Des missions robotiques américaines et soviétiques dans les années 1960 et 1970 avaient révélé que Vénus – autrefois considérée comme un refuge pour les organismes exotiques – était extrêmement chaude sous ses denses nuages de dioxyde de carbone. Mars, sillonnée par les « canaux d’irrigation » de l’imagination des astronomes, était un terrain vague apparemment stérile. En 1990, personne ne connaissait encore les océans enfouis qui se trouvaient sur Europe, la lune de Jupiter – une découverte que Galilée allait faire – ou sur Encelade, la lune de Saturne, qui sont désormais considérées comme des berceaux potentiels de la vie extraterrestre.
Fondamentalement, Sagan et ses collaborateurs ont adopté une approche délibérément agnostique de la détection de la vie, explique l’astrobiologiste Lisa Kaltenegger, qui dirige l’Institut Carl Sagan de l’Université Cornell à Ithaca, New York. “Bien sûr, il veut trouver la vie, comme tous les scientifiques”, dit-elle. “Mais il dit : acceptons ce souhait et soyons encore plus prudents, car nous voulons le trouver.” L’existence de la vie devait être, selon les termes de l’article, « l’hypothèse de dernier recours » pour expliquer ce que Galilée a observé.
Mais même à travers ce voile de scepticisme, le vaisseau spatial a tenu ses promesses. Les images haute résolution de l’Australie et de l’Antarctique obtenues lors du survol de Galilée n’ont montré aucun signe de civilisation. Galilée a néanmoins mesuré l’oxygène et le méthane dans l’atmosphère terrestre, ce dernier dans des proportions suggérant un déséquilibre provoqué par les organismes vivants. Il a repéré une falaise abrupte dans le spectre infrarouge de la lumière solaire réfléchie par la planète, un « bord rouge » distinctif qui indique la présence de végétation. Et il captait les transmissions radio venant de la surface qui étaient modérées comme si elles étaient artificielles. “On peut affirmer avec force que les signaux sont générés par une forme de vie intelligente sur Terre”, a écrit l’équipe de Sagan, plutôt effrontément.
Un contrôle puissant
Karl Ziemelis, aujourd’hui rédacteur en chef des sciences physiques à Nature, a géré le journal en tant que rédacteur débutant. Il dit qu’il reste l’un de ses favoris – et l’un des plus difficiles à obtenir. L’approbation éditoriale du journal était loin d’être unanime, car il ne décrivait manifestement pas quelque chose de nouveau. Mais, selon Ziemelis, cela n’était pas vraiment la question. « Il s’agissait d’une expérience de contrôle incroyablement puissante pour quelque chose qui n’était pas vraiment sur le radar de beaucoup de gens à l’époque », dit-il.
« Même si la réponse était connue, cela a profondément changé notre façon de penser la réponse », explique Kaltenegger. Seulement en prenant du recul et en considérant la Terre comme une planète comme les autres – peut-être héberger la vie, peut-être pas – les chercheurs peuvent-ils commencer à avoir une véritable perspective sur notre place dans l’Univers et la probabilité de vie ailleurs, dit-elle.
Cela prend une nouvelle importance compte tenu des développements depuis le survol de Galilée. En 1990, aucune planète en orbite autour d’autres étoiles que le Soleil n’était connue. Il a fallu encore deux ans avant que les astronomes signalent de manière concluante la première « exoplanète » en orbite autour d’une étoile morte en rotation connue sous le nom de pulsar, et trois ans de plus avant de trouver la première autour d’une étoile semblable au Soleil, 51 Pegasi. Aujourd’hui, les scientifiques connaissent plus de 5 500 exoplanètes, dont peu ressemblent à quoi que ce soit dans le système solaire. Elles vont des « super-Terres » aux géologies bizarres et des « mini-Neptunes » aux atmosphères gazeuses, en passant par les « Jupiters chauds », d’énormes planètes tournant près de leurs étoiles flamboyantes.
Lorsque Sagan et ses collègues ont pointé Galilée vers la Terre, ils ont inventé un cadre scientifique pour rechercher des signes de vie sur ces autres mondes – un cadre qui a imprégné depuis lors toutes les recherches de telles biosignatures. Kaltenegger donne toujours le papier de Sagan à ses étudiants pour leur montrer comment procéder. La vie est la dernière, et non la première, déduction à tirer lorsqu’on voit quelque chose d’inhabituel sur une autre planète, leur dit-elle. Des affirmations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires.
Le bon mélange pour la vie
Cette leçon ne pourrait pas être plus importante aujourd’hui, alors que les scientifiques sont à la veille de découvertes potentiellement révolutionnaires, et peut-être monumentales, déroutantes, du puissant télescope spatial James Webb (JWST). Le télescope commence tout juste son exploration à distance de l’atmosphère de dizaines d’exoplanètes, à la recherche du même type de déséquilibre chimique que Galilée a repéré dans l’atmosphère terrestre. Il existe déjà des indices précoces de biosignatures qui pourraient induire les scientifiques et le public en erreur.
Par exemple, JWST a détecté du méthane dans l’atmosphère d’au moins une planète. Ce gaz est une puissante signature de la vie sur Terre, mais il peut aussi provenir de volcans, sans qu’aucune vie ne soit nécessaire. L’oxygène attire l’attention des scientifiques car il est en grande partie généré par la vie sur Terre, mais il peut également être formé par la lumière divisant des molécules d’eau ou de dioxyde de carbone. Trouver la bonne combinaison de méthane et d’oxygène pourrait indiquer la présence de vie sur une autre planète – mais cette planète doit être située dans une zone tempérée, ni trop chaude ni trop froide. Trouver le bon mélange d’ingrédients essentiels au maintien de la vie dans un environnement respectueux de la vie est un défi, explique Kaltenegger.
Il en va de même pour d’autres mélanges intrigants de gaz atmosphériques. Le mois dernier, des astronomes examinant les données du JWST ont rapporté avoir découvert du méthane et du dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une grande exoplanète appelée K2-18 b. Ils ont suggéré que la planète pourrait être recouverte d’océans d’eau et ont fait allusion à des détections alléchantes de sulfure de diméthyle, un composé qui, sur Terre, provient du phytoplancton et d’autres organismes vivants.
Les gros titres ont fait la une des journaux, avec des reportages faisant état de signes possibles de vie sur K2-18 b. Peu importe que la présence de sulfure de diméthyle ait été signalée avec un faible niveau de confiance et nécessitait une validation plus approfondie. Ni qu’aucune eau n’avait réellement été détectée sur la planète. Et même si l’eau était présente, elle pourrait se trouver dans un océan si profond qu’il étoufferait toute activité géologique susceptible de maintenir une atmosphère tempérée.
Construire des preuves
De tels défis ont conduit Jim Green, ancien scientifique en chef à la NASA, à proposer en 2021 un cadre sur la manière de rapporter les preuves de la vie au-delà de la Terre. Une échelle progressive, de un à sept, par exemple, pourrait aider à exprimer le niveau de preuve de la vie dans une découverte particulière, affirme-t-il. Peut-être avez-vous un signal qui pourrait résulter d’une activité biologique – ce ne serait qu’un signal sur l’échelle. Vous devrez franchir de nombreuses autres étapes, comme exclure toute contamination et acquérir des preuves indépendantes de la force de ce signal avant de pouvoir atteindre le niveau 7 et démontrer une véritable découverte de la vie au-delà de la Terre.
Cela pourrait prendre beaucoup de temps. Un télescope pourrait détecter une molécule intrigante et les scientifiques en débattraient. Un autre télescope pourrait être construit pour déterminer le contexte de l’observation. Chaque brique de preuve doit être placée les unes sur les autres, chaque couche de mortier mélangée aux arguments, au scepticisme et à l’agnosticisme de très nombreux scientifiques. Et cela suppose que la vie sur un autre monde ressemble à celle sur Terre – une hypothèse qui sous-tend les conclusions tirées des observations de Galilée. “L’incertitude peut durer des années, voire des décennies”, explique Grinspoon. Sagan, décédé en 1996, aurait adoré.
La même année où Galilée a observé la Terre, Sagan a convaincu la NASA de diriger un autre vaisseau spatial dans une direction que l’agence n’avait pas prévue. Alors que Voyager 1 dépassait Neptune en sortant du système solaire, il a tourné ses caméras vers la Terre et a photographié un petit point brillant dans un rayon de soleil. C’était le image emblématique du point bleu pâle qui a inspiré Sagan à ruminer dans son livre de 1994 Point bleu pâle: « C’est ici. C’est la maison. C’est nous.”
Ce fragile pixel brillant a remodelé la façon dont l’humanité visualise sa place dans le Cosmos. Il en va de même pour l’utilisation de Galilée pour rechercher la vie sur Terre, explique Kaltenegger : « C’est ainsi que nous pouvons utiliser notre point bleu pâle pour fournir un modèle pour la recherche de vie sur d’autres planètes. »
Cet article est reproduit avec autorisation et a été première publication le 16 octobre 2023.
