Ce que le télescope James Webb a réellement détecté sur l’exoplanète K2-18b (et ce n’est pas de la vie)

Le télescope James Webb découverte de méthane et de dioxyde de carbone dans l’atmosphère de K2-18bune exoplanète qui pourrait également avoir un océan d’eau et de sulfure de diméthyle, un composé qui sur Terre est principalement produit par l’activité microbiologique.

Que signifie la découverte ? Et pourquoi est-ce une erreur de supposer que nous sommes confrontés à un signe de vie extraterrestre ?

Les signes de vie

Il y a à peine dix ans, connaître la composition de l’atmosphère d’une exoplanète située à des dizaines, voire des centaines d’années-lumière, relevait de la science-fiction. Maintenant, c’est de la science.

Grâce à des missions comme Télescope spatial James Webb (JWST) quelque chose dont les astrobiologistes rêvaient depuis longtemps devient réalité : obtenir des preuves de la composition et des conditions des planètes extrasolaires. Ceci n’est pas seulement important pour la recherche de vie extraterrestre (sans discuter de ce que nous entendons par « vie ») ; C’est aussi contraster nos modèles de laboratoire et faire progresser notre connaissance du cosmos et de l’évolution de notre propre planète.

Ce mois-ci, l’un des résultats les plus intéressants jusqu’à présent des observations du JWST a été rendu public : preuve de la composition atmosphérique du planète K2-18b.

La nouvelle a stimulé l’imagination des médias, et même des vulgarisateurs scientifiques, et des nouvelles enthousiastes sont apparues sur les « signes de vie extraterrestre ». Mais que pouvons-nous vraiment dire de cette découverte ?

Pourquoi K2-18b est-il intéressant et ce qui a été observé

La étoile K2-18, une naine rouge située à 124 années-lumière de la Terre, compte, à notre connaissance, deux planètes dans son système. L’un d’eux est K2-18c, une géante gazeuse peut-être similaire à Neptune. L’autre est K2-18b, un sous Neptune avec une masse huit fois supérieure à celle de notre planète et un rayon légèrement supérieur à 14 000 km (2,6 fois le rayon de la Terre).

Les observations du JWST suggèrent une atmosphère composée principalement d’hydrogène et avec des preuves solides de la présence de méthane et de dioxyde de carbone, deux gaz à effet de serre. La présence d’ammoniac ou de cyanure d’hydrogène n’a pas été détectée.

Avec les données disponibles jusqu’à présent, on pense que cette planète est un monde « hycéen » (hydrogène-océan), avec une température d’équilibre similaire à celle de la Terre, et dont la surface pourrait être un immense océan d’eau liquide. Cela expliquerait pourquoi ils ne peuvent pas détecter l’ammoniac et le cyanure d’hydrogène : ils seraient dissous dans l’eau.

La vie en K2-18b ? Pas si vite

L’enthousiasme est monté en flèche avec l’observation de la présence possible de sulfure de diméthyle (DMS) dans l’atmosphère de K2-18b. La première chose que nous devons souligner est que les preuves de la présence du DMS sur la planète ne sont pas solides. C’est potentiel, puisque les données ne sont pas concluantes et nécessitent une confirmation.

Imaginons que cela soit confirmé : cela impliquerait-il que la présence de DMS soit une preuve de vie ?

Sur Terre, le sulfure de diméthyle est produit principalement par des processus biologiques. plancton océanique émet une grande quantité de ce gazqui a des implications importantes pour la chimie atmosphérique de la Terre et contribue au climat, car il est générateur d’aérosols et peut initier la condensation des nuages.

En raison de son activité biologique, le DMS est plus abondant dans l’atmosphère que le sulfure d’hydrogène, plus simple. Mais peut-on considérer le DMS comme un biomarqueur ? La réponse est que sur Terre oui, mais en dehors de la Terre, pas par elle-même.

Afin que nous puissions envisager un molécule comme biomarqueur Une condition doit être remplie : que la seule façon d’expliquer sa présence soit par l’activité biologique. Ou ce qui revient au même, on ne peut pas l’expliquer par une origine abiotique, ni par une synthèse chimique naturelle.

Alors si nous trouvions des acides aminés, les éléments constitutifs des protéines, seraient-ils des biomarqueurs ? Il est tentant de le penser, puisque sur Terre, les acides aminés sont produits uniquement par l’activité biologique. Mais ils ne sont pas en eux-mêmes des biomarqueurs, puisque l’on connaît des voies chimiques pour les produire qui expliquent, par exemple, leur présence dans les météorites carbonées. En fait, les acides aminés d’origine abiotique sont probablement très abondants dans l’univers.

Avec le DMS il faut faire un raisonnement similaire : c’est une molécule attendue dans le inventaire astrochimique du milieu interstellaire, et des réactions ont été proposées, sous les hautes énergies du rayonnement cosmique, par lesquelles elle pourrait se former.

Il peut être présent dans les comètes et se volatiliser avec d’autres molécules contenant du soufre dans queues cométaires. Le DMS pourrait également être formé par la décomposition thermique de matière organique soufrée formée de manière abiotique (tholin). Cela fait aussi longtemps que pionniers de la chimie prébiotique Ils ont démontré sa formation dans des atmosphères dans lesquelles coïncidaient du méthane et une source de soufre.

S’il existe des sources non biologiques plausibles, on peut dire que le sulfure de diméthyle seul est insuffisant pour être considéré comme un biomarqueur ou parler de la vie en dehors de la Terre.

Nous savons encore presque tout sur la planète K2-18b. Nous ne savons pas sous quelles autres formes se trouve le soufre, ni les processus géochimiques ou atmosphériques qui pourraient potentiellement le générer.

Il faut également considérer que le DMS est un intermédiaire important dans le métabolisme du soufre. Sur Terre, il est produit par des voies biochimiques qui nécessitent une série d’enzymes, résultat de l’évolution biologique. Interpréter le DMS comme un biomarqueur pour une autre planète de la même manière que nous le faisons sur Terre implique de considérer l’universalité de la biochimie terrestre. Et ce n’est pas une question simple.

Juste un indice

Avant tout, il faut souligner que la présence de DMS dans K2-18b est « potentielle » et qu’il n’existe aucune preuve solide. La première étape consiste à confirmer son existence réelle et à approfondir les connaissances sur l’atmosphère de la planète.

Pour autant que nous sachions, K2-18b pourrait être habitable au sens astrobiologique. Cela signifie qu’il pourrait remplir les conditions nécessaires à un processus d’évolution chimique qui se produirait et maintiendrait un certain type de vie. Mais nous en savons encore très peu et, avant de spéculer ou d’extrapoler aveuglément ce que nous voyons sur Terre sans autre considération, nous devons en savoir plus et prendre en compte ce que les astrobiologistes peuvent apporter. Et nous n’arrêterons pas de chercher.