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ExoplanètesUn modèle original pour savoir si une planète est habitée

Des chercheurs de l’EPFL et de l’Université de Rome Tor Vergata proposent de rechercher les biosignatures des planètes dans le spectre lumineux de leur atmosphère.

L’étoile TYC 8998-760-1 accompagnée par deux exoplanètes géantes, TYC 8998-760-1b (au centre) et  TYC 8998-760-1c (en bas à droite).
L’étoile TYC 8998-760-1 accompagnée par deux exoplanètes géantes, TYC 8998-760-1b (au centre) et TYC 8998-760-1c (en bas à droite).
AFP

Bon moyen pour déterminer si une planète lointaine est habitée, la recherche de biosignatures dans le spectre lumineux de son atmosphère est amenée à se développer. Dans une étude conjointe, des chercheurs de l’EPFL et de l’Université de Rome Tor Vergata proposent un modèle original pour en interpréter les résultats.

Comment savoir si une planète lointaine abrite la vie? L’un des meilleurs moyens est d’analyser la lumière qu’elle émet après avoir absorbé ou réfléchi celle de son étoile.

Car le spectre lumineux reflète directement la composition de son atmosphère, et donc des gaz qui s’y trouvent, écrit l’EPFL dans un communiqué. Or, la présence d’éléments comme l’oxygène, le méthane ou l’ozone pourrait bien concorder avec celle d’êtres vivants. C’est ce qu’on appelle des biosignatures.

Meilleure interprétation

Une équipe de chercheurs de l’EPFL et de l’Université de Rome Tor Vergata, en Italie, a développé un modèle statistique qui aide les astronomes à mieux interpréter les résultats de la recherche de ces «preuves de vie». Il fait l’objet mardi d’une publication dans le journal de l’Académie des sciences des Etats-Unis (PNAS).

Depuis la découverte, il y a 25 ans, de la première exoplanète, soit d’une planète orbitant autour d’un autre soleil de la galaxie, plus de 4300 objets semblables ont été repérés. En moyenne, une nouvelle planète est découverte tous les deux, trois jours. Actuellement, près de 200 d’entre elles seraient telluriques, c’est-à-dire composées essentiellement de roches, comme la Terre.

Potentielles traces de vie

Même si de nombreux autres paramètres doivent s’ajouter à celui-ci pour abriter la vie – comme la présence d’eau et la distance à leur étoile par exemple – c’est donc sur ces objets «en dur» que l’on va concentrer à l’avenir les recherches de potentielles traces de vie. La recherche de biosignatures par spectroscopie va ainsi probablement devenir l’une des méthodes et des thèmes les plus importants de l’astronomie des prochaines années.

De nombreux programmes se développent sur la base de nouveaux outils de pointe, tels que le satellite chasseurs d’exoplanètes CHEOPS, mis en orbite en décembre 2019, ou le télescope optique James-Webb, dont le lancement est prévu en octobre 2021.

Partir de l’inconnu

Mais comment en interpréter les résultats? Qu’est-ce que cela signifie si, au bout du compte, une seule biosignature est identifiée? Ou que déduire si aucune n’est détectée? C’est là que les chercheurs interviennent, proposant un modèle original, basé sur le principe des statistiques bayésiennes, particulièrement pertinentes en présence de petits échantillons de données.

Leur approche consiste à partir de ce qui est inconnu, soit le nombre total de planètes abritant une forme de vie dans la galaxie. Puis, tout en tenant compte de paramètres comme le nombre estimé d’étoiles similaires au soleil et de potentielles planètes telluriques orbitant dans la zone habitable de chacune d’elles, ils en estiment les probabilités en fonction de la découverte d’une, de plusieurs ou d’aucune biosignatures.

«L’un de nos buts est de savoir comment les hypothèses qui attribuent un certain degré de crédibilité à la présence de la vie à l’extérieur de la Terre, sont pesées et comparées à la lumière des nouvelles données qui seront collectées dans les prochaines années», a indiqué Claudio Grimaldi, chercheur au Laboratoire de physique de la matière complexe de l’EPFL (LPMC) et affilié au Centre de recherche Enrico Fermi de Rome, en Italie.

ATS/Christine Talos