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Vie extraterrestre : l'analyse des geysers d'Encelade et Europe s'annonce prometteuse

Futura a interrogé l'astrochimiste, exobiologiste et planétologue Olivier Poch au sujet de travaux montrant qu'il est possible de détecter, avec les prochaines missions à destination d'Europe et Encelade, des molécules qui pourraient être d'origine biologique. On pourrait les trouver dans les particules glacées, crachées par les geysers de ces lunes glacées de Jupiter et Saturne.


Malgré les découvertes de plus en plus nombreuses d'exoplanètes potentiellement habitables et le financement à hauteur de 100 millions de dollars en dix ans du programme Seti, à l'écoute des signaux radio venus d'éventuelles civilisations extraterrestres, par le milliardaire Yuri Milner et son projet Breakthrough Initiative, la recherche de formes de vie ailleurs que sur Terre reste de loin la plus prometteuse dans le Système solaire. Les espoirs portent sur Mars, bien entendu, mais aussi de plus en plus sur les lunes glacées autour de Jupiter et Saturne. En l'occurrence, il s'agit d'Europe et d'Encelade qui, toutes les deux, possèdent des océans globaux sous une banquise d'où s'échappent par moment des geysers. Ces deux lunes subissent également des forces de marée importantes qui doivent les chauffer et produire une activité volcanique, certes moins importante que dans le cas de Io, l'infernale lune de Jupiter, mais qui doit être suffisante pour qu'existent au fond de ces océans des sources chaudes hydrothermales. Sur Terre, elles sont des oasis de vie tirant leur énergie de la chimiosynthèse sans la lumière du Soleil. En outre, il se pourrait bien que la vie soit née sur notre Planète bleue précisément dans les parois de ces sources chaudes de sorte que, si tel a bien été le cas, ce processus aurait pu se reproduire sur Europe et Encelade.



Des missions sont à l'étude pour aller analyser d'un peu plus près les geysers d'Europe et d'Encelade avec l'espoir de pouvoir y trouver au moins des indications de l'existence d'une chimie prébiotique active et riche dans leurs océans, à défaut de véritables biosignatures. Pour ces dernières, il faudrait sans doute au moins examiner directement des glaces de ces deux mondes en espérant qu'elles contiennent des molécules dont les origines ne peuvent être abiotiques. Mieux, en espérant y trouver de véritables micro-organismes. Il est difficile d'imaginer le faire à la surface d'Europe dans un avenir proche car le niveau de radiation est très élevé, ce qui n'est pas bon pour l'électronique d'une sonde effectuant un séjour prolongé sur cette surface (Freeman Dyson a proposé d’effectuer cette recherche plutôt dans des fragments de la banquise d’Europe, éjectés de sa surface par des impacts de météorites, et loin d’Europe). Encelade est par contre plus indiquée pour une telle recherche avec un environnement moins marqué par des particules chargées rapides.


La spectrométrie de masse, une clé de l'exobiologie Parmi les missions à l'étude, il y a celle d'Europa Clipper actuellement en préparation au fameux JPL de la Nasa et qui devrait être lancée entre 2023 et 2025 à destination d'Europe. Au cours de sa mission nominale, Europa Clipper effectuera 45 survols d'Europe à des altitudes d'approche variant de 2.700 kilomètres à 25 kilomètres au-dessus de sa surface.


Or, voilà qu'une équipe internationale menée par des planétologues de la Freie Universität à Berlin vient de publier deux articles dans le célèbre journal Astrobiology portant justement sur la possibilité de découvrir des molécules organiques importantes pour la vie, comme des acides aminés et des acides gras, dans des particules de glace émises par les geysers d'Europe et d'Encelade. La stratégie à mettre en œuvre repose sur les techniques de spectrométrie de masse héritières des travaux du pionnier qu'était Arthur Jeffrey Dempster, un physicien canado-américain connu pour ses travaux sur spectrométrie de masse et sa découverte en 1935 de l'isotope ²³⁵U de l'uranium. L'auteur principal des deux articles, Fabian Klenner, explique au sujet de son travail avec ses collègues que : « Dans notre première étude, nous avons mené des expériences utilisant des acides aminés, des acides gras et des peptides pour prédire l'apparence spectrale de ces biomolécules organiques, qui pourraient potentiellement être intégrées dans les grains de glace. Nos données montrent que ces molécules organiques potentiellement d'origine biologique sont clairement identifiables, même à de très faibles concentrations ». Des molécules organiques biotiques ou abiotiques ? Pour en savoir plus Futura a interrogé l'astrochimiste, exobiologiste et planétologue Olivier Poch. Récemment, lui et ses collègues de l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (Ipag) ont reconstitué en laboratoire des matériaux cométaires possibles à la surface de 67P/Tchourioumov-Guérassimenko, comme il l'avait expliqué à Futura dans une interview. Voici ses commentaires :


« Ces études menées en laboratoire sont importantes pour bien préparer les opérations des futurs instruments qui survoleront Europe ou Encelade. En effet, les auteurs ont ainsi pu déterminer la gamme de vitesses relatives entre les particules de glaces des "geysers" d'Encelade à analyser et la sonde spatiale, qui permettrait d'optimiser la détection d'acides aminés et d'acides gras à l'aide de leur instrument. Ces molécules, si elles sont présentes dans les océans internes de ces satellites glacés, pourraient avoir une origine primordiale (provenant des planétésimaux qui ont formé ces satellites, comme on en trouve dans certaines météorites) ou avoir été produites dans ces océans internes au contact des roches, lors de réactions hydrothermales, ou bien encore elles pourraient être d'origine biologique car on sait que sur Terre toute forme de vie est constituée de ces molécules parmi d'autres.

Mais parmi tous les acides aminés et acides carboxyliques possibles, le vivant n'en fabrique que certains ayant des structures bien définies. Les auteurs de ces études ont donc voulu tester si leur instrument serait capable de différencier les structures de ces molécules, et les expériences qu'ils ont menées montrent que c'est bien le cas, même lorsqu'elles sont mélangées. Ils ont également évalué les limites de détection de ces molécules et l'influence de la présence de sels. Cette démarche qui consiste à tester les futurs instruments spatiaux avec des échantillons les plus représentatifs possibles des environnements extra-terrestres est essentielle, et c'est celle que je tente d'appliquer également dans mon travail. Ces travaux sont donc très encourageants. Néanmoins, les mélanges testés par les auteurs sont encore relativement simples (quelques dizaines d'acides aminés et d'acides carboxyliques mélangés, en présence ou non de sels) alors que des échantillons naturels comporteront probablement une plus grande diversité de molécules de tout type et de toute masse (pas seulement des acides aminés et des acides carboxyliques !), et si c'est le cas alors l'identification d'acides aminés et d'acides carboxyliques sera probablement plus difficile... Malgré de premières mesures effectuées par la sonde Cassini et des estimations issues de modèles géochimiques, on ignore encore largement la composition de ces océans internes. Les futures missions ont justement pour objectif de préciser leur composition !


On sait que les "geysers" d'Encelade expulsent des particules de glace d'eau contenant des molécules organiques, du sel, de la silice et du dihydrogène, attestant de réactions hydrothermales. Mais on ignore totalement si la vie a pu émerger dans l'océan d'Encelade ou dans celui d'Europe. Bien sûr, il serait très excitant d'y détecter des signatures moléculaires qui pourraient suggérer la présence de vie, mais il me semble illusoire de penser que la détection de vie viendra des résultats d'un seul instrument... Il faudra les résultats combinés de plusieurs instruments et un faisceau d'indices convergents pour augmenter le degré de confiance dans la détection d'une vie extraterrestre. D'ailleurs, la mission Europa Clipper, actuellement en préparation à la Nasa et qui devrait être lancée entre 2023 et 2025, et la mission Juice qui sera lancée en 2022 et qui étudiera surtout Ganymède et Callisto, mais qui effectuera aussi deux survols d'Europe, n'ambitionnent pas de détecter des traces de vie indubitables mais de mieux comprendre la composition et la chimie de l'océan interne d'Europe. Pour se préparer à déchiffrer cette composition, il serait intéressant de poursuivre les expériences menées par ces auteurs en étudiant la réponse de leur instrument à des particules de glace contenant des mélanges plus complexes de molécules issues du lessivage de météorites, ou de synthèses hydrothermales, et éventuellement d'échantillons d'environnements terrestres (eau de l'océan, etc.) ou de micro-organismes. »


Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/encelade-vie-extraterrestre-analyse-geysers-encelade-europe-annonce-prometteuse-10516/

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