À l’occasion de la Semaine de l’espace, l’une des grandes questions de l’astronomie revient au centre de l’attention : la possibilité de trouver de la vie au-delà de la Terre.

Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont confirmé l’existence de milliers de planètes qui orbitent autour d’étoiles autres que le Soleil. Parmi elles, certaines se trouvent dans des régions où les conditions pourraient permettre l’existence d’eau liquide, un élément considéré comme essentiel à la vie telle que nous la connaissons.

L’un des cas qui suscite le plus d’intérêt est K2-18 b, une exoplanète située à environ 120 années-lumière de la Terre. Les observations réalisées avec des télescopes spatiaux ont permis de détecter de la vapeur d’eau et d’autres molécules dans son atmosphère, faisant de ce monde l’un des plus étudiés dans la recherche de conditions potentiellement habitables.

Qu’est-ce qu’une exoplanète ?

Une exoplanète est une planète située en dehors de notre Système solaire et qui orbite autour d’une étoile autre que le Soleil.

La NASA a désormais confirmé plus de 6 000 exoplanètes, un nombre qui continue d’augmenter grâce aux nouvelles observations. Ces mondes présentent une diversité considérable : certaines sont petites et rocheuses, d’autres sont des géantes gazeuses, et il existe également des planètes de taille intermédiaire qui n’ont pas d’équivalent direct dans notre Système solaire.

L’étude de ces planètes permet aux scientifiques de comparer d’autres systèmes planétaires au nôtre et d’analyser lesquels pourraient réunir des conditions compatibles avec la vie.

L’importance de la zone habitable

L’un des premiers critères utilisés pour étudier l’habitabilité d’une exoplanète est sa position par rapport à l’étoile autour de laquelle elle orbite.

La zone habitable désigne la région située autour d’une étoile où les températures pourraient permettre à l’eau d’exister sous forme liquide à la surface d’une planète. Elle est également appelée « zone Boucles d’or », car elle n’est ni trop chaude ni trop froide.

Cependant, le fait de se trouver dans cette zone ne signifie pas automatiquement qu’une planète est habitable.

La température, la taille de la planète, la composition et la stabilité de son étoile, son atmosphère et d’autres facteurs peuvent également déterminer si les conditions sont favorables. La NASA précise que la zone habitable constitue principalement un premier filtre permettant d’identifier les mondes qui méritent une étude plus approfondie.

K2-18 b, l’un des mondes les plus étudiés

K2-18 b est une exoplanète environ 8,6 fois plus massive que la Terre. Elle orbite autour d’une naine rouge et se trouve dans sa zone habitable.

En 2019, des chercheurs ont utilisé les données du télescope spatial Hubble pour détecter la signature moléculaire de la vapeur d’eau dans son atmosphère. Il s’agissait de la première détection de vapeur d’eau dans l’atmosphère d’une exoplanète située dans la zone habitable.

Par la suite, le télescope spatial James Webb a permis d’étudier son atmosphère plus en détail. En 2023, les observations ont révélé la présence de méthane et de dioxyde de carbone. La combinaison de ces éléments est compatible avec l’hypothèse selon laquelle K2-18 b pourrait posséder un océan sous une atmosphère riche en hydrogène, même si cette interprétation fait encore l’objet de recherches.

La NASA décrit actuellement K2-18 b comme un monde océanique potentiel et souligne que de nouvelles observations sont encore nécessaires pour mieux comprendre ses caractéristiques.

Trouver de l’eau ne signifie pas trouver de la vie

La présence d’eau est l’une des raisons pour lesquelles K2-18 b est si intéressante, mais les scientifiques maintiennent une distinction fondamentale : l’eau ne signifie pas la vie.

Sur Terre, l’eau liquide est essentielle à la vie que nous connaissons. C’est pourquoi trouver des indices de présence d’eau sur un autre monde peut en faire une cible prioritaire pour la recherche. Cependant, déterminer si la vie y existe réellement nécessiterait beaucoup plus de preuves.

L’Agence spatiale européenne explique que les éventuels signes de vie, appelés biosignatures, doivent être analysés dans le cadre d’un ensemble d’indices. Une seule molécule ne constitue pas à elle seule une preuve de vie, puisque certains composés peuvent également être produits par des processus non biologiques.

La NASA utilise le terme biosignature pour désigner une caractéristique, une molécule, une substance ou une structure pouvant fournir des preuves de l’existence passée ou présente de la vie. Pour être convaincant, un tel signal doit pouvoir être distingué des processus naturels qui n’impliquent pas d’organismes vivants.

Le rôle du télescope spatial James Webb

Le télescope spatial James Webb a ouvert de nouvelles possibilités pour étudier les atmosphères de planètes situées à des distances considérables.

Plutôt que d’observer directement la surface de la plupart de ces mondes, les scientifiques peuvent analyser la manière dont la lumière de leur étoile traverse l’atmosphère de la planète. Les différentes molécules absorbent certaines longueurs d’onde de la lumière, laissant une sorte d’empreinte chimique qui peut être étudiée grâce à la spectroscopie.

Cette méthode a permis d’identifier des molécules telles que l’eau, le méthane et le dioxyde de carbone dans les atmosphères de certaines exoplanètes. Webb n’a pas été spécifiquement conçu pour démontrer l’existence de la vie, mais ses capacités contribuent à établir les bases des futures recherches sur l’habitabilité et les éventuelles biosignatures.

L’eau peut également exister loin de la zone habitable

La recherche d’eau ne se limite pas aux planètes situées dans la zone habitable.

En 2024, une étude citée par CR Hoy a soulevé la possibilité que certaines exoplanètes situées en dehors de cette région puissent conserver de l’eau liquide sous leur surface.

L’étude s’appuyait sur des modèles concernant la formation et l’évolution de planètes possédant des océans de magma. Selon cette hypothèse, durant les premières étapes de formation de certaines planètes, une partie de l’eau pourrait rester piégée à l’intérieur avant d’être progressivement libérée vers les couches supérieures à mesure que la planète se refroidit.

Cette possibilité élargit le nombre d’endroits que les scientifiques peuvent prendre en considération dans la recherche de mondes potentiellement habitables.

La recherche de vie devient de plus en plus précise

L’étude des exoplanètes a changé la manière dont les scientifiques recherchent la vie au-delà de la Terre.

Il ne s’agit plus simplement de trouver une planète ressemblant à la nôtre. Les chercheurs peuvent étudier sa taille, son étoile, son atmosphère, les molécules présentes et l’éventuelle existence d’eau afin de déterminer quels mondes méritent des observations plus approfondies.

L’Agence spatiale européenne souligne que des missions comme Cheops, Hubble et James Webb permettent d’étudier les caractéristiques des exoplanètes et de déterminer lesquelles pourraient offrir des conditions compatibles avec la vie. Elle souligne également que de futures missions, comme Plato et Ariel, contribueront à approfondir l’étude de ces mondes.

Pour l’instant, aucune vie n’a été confirmée sur une exoplanète. Ce qui a changé, c’est notre capacité à identifier les endroits où il serait le plus intéressant de la rechercher.

Et chaque nouvelle détection d’eau, de molécules atmosphériques ou de conditions potentiellement habitables ajoute une pièce à l’une des plus anciennes questions scientifiques de l’humanité : existe-t-il de la vie ailleurs dans l’univers ?