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A la recherche de la vie extraterrestre dans l'univers

Sommes-nous seuls dans l'univers ?

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L'hypothèse de l'existence d'une vie extraterrestre est de nos jours de moins en moins dénué de fondements. Si pendant des siècles , les spéculations nous ont guidées , nos connaissances actuelles sur la chimie de l'univers révèlent qu'il se forme de façon naturelle ailleurs que sur la terre des molécules très élabores. 

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Celle ci a pour mission de répondre a la question complexe : Est-il possible que nous soyons seul dans l'univers ? 

Ainsi , dans un avenir proche ou lointain , l'exobiologie permettra d'élargir notre conception de la vie dont nous ne connaissons qu'un seul modèle et remettre en cause notre vision du monde vivant de de l'évolution dans l'univers. 

Les scientifiques s'accordent à dire qu'il faut rechercher des exoplanètes dites aussi planètes habitables. Pour qu'une planète soit dites « habitable », elle doit réunir plusieurs conditions.

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Même si d'aucuns imaginent que des organismes pourraient habiter dans des nuages de gazeuses, la majorité des spécialistes s'accordent : il faut une planète rocheuse dotée d'une atmosphère pour garantir la stabilité en température nécessaire à la vie.

Si la planète est trop petite, elle n'aura pas d'atmosphère, si elle est trop grande, son sort sera celui d'une planète géante gazeuse. Il faut une taille idéale pour qu'elle est une atmosphère et soit tellurique (rocheuse).

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Un organisme peut s'adapter aux variations de luminosité de son étoile... mais il lui faut du temps. Les astres variables et très éruptifs sont donc exclus, tout comme les supermassifs, qui ne vivent que quelques centaines de millions d'années. Les étoiles compatibles ont des tailles variables qui font changer leur zone habitable.

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Les exobiologistes ont tout de même déterminés des choses à effectuer pour découvrir des exoplanètes et de la vie extraterrestre.

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Le programme SETI, pour Search for Extra-Terrestrial Intelligence (Recherche d'une intelligence extraterrestre), est un programme de recherche d'origine américaine qui a été conçu dans l'objectif d'essayer de repérer des ondes électromagnétiques émises par des civilisations . Il regroupe aujourd’hui environ 70 projets internationaux dont l’objectif est de détecter les signaux qu'une intelligence non terrestre pourrait émettre, volontairement ou non, depuis sa planète d'origine. Pour cela, les projets analysent les ondes radio ou laser provenant de l'espace et essayent de détecter les signaux par opposition au bruit de fond. Le programme suppose qu’une autre forme de vie intelligente envoie des messages comme nous. 

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Par ailleurs, l’usage des technologies en question implique notamment qu'une civilisation extraterrestre émettrice du signal dispose de technologies au moins similaires. Cela implique aussi que cette civilisation peut produire et produit effectivement des signaux exploitables par ces technologies. On peut donc exclure la possibilité de détecter par ces moyens des civilisations qui ne sont pas suffisamment avancées pour utiliser ces technologies (ou être détectées par elles) ou bien qui, à l’inverse, sont plus avancées technologiquement que nous ne le sommes et utilisent peut-être des technologies dépassant nos connaissances actuelles. 

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Comme SETI, ce procédé entend observer des produits d’une civilisation extraterrestre intelligente. Mais celui-ci va plus loin puisqu’il projette d’observer des sociétés à la technologie très avancée. 

Concrètement, lorsqu'une exoplanète tourne autour d’une étoile et passe dans notre champ de vision, la lumière émise par l’étoile s’altère de façon minime. C’est cette modification infime qui permet de repérer les planètes extrasolaires. Neuf ans plus tard, en 2014, personne ne s’est vraiment emparé de cette hypothèse. 

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Les astronomes américains avaient déjà suggéré, en 2011, que les civilisations extraterrestres pourraient être détectées par la lumière de leurs métropoles, comme c’est le cas sur notre planète. Ces lumières sont visibles de très loin. Par exemple, une ville comme Tokyo, la capitale du Japon, est facilement discernable à une distance de 30 ou 50 unités astronomiques, c’est-à-dire 30 ou 50 fois la distance Terre-Soleil (soit entre 4,8 et 7,4 milliards de kilomètres). Nous devrions être capables de faire des observations aussi lointaines dès 2018, avec le lancement du télescope spatial James Webb. 

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Concrètement, la détection de ces biomarqueurs est réalisée en recherchant dans le spectre visible de la lumière de la planète une raie caractéristique de chaque gaz. Cette technique est la spectroscopie. 

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Une nouvelle technique a été évoquée par des scientifiques dans la revue Astronomy de juin 2013. Ils partent du principe que toute civilisation consomme de l'énergie et donc que cela crée des zones plus chaudes à la surface de leur planète. Ils proposent alors d’observer des planètes lointaines à l’aide de télescopes infrarouge pour repérer ces différences de températures. 

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A première vue, ça semble impossible mais il ne faut pas oublier que l’humanité produit beaucoup de rayonnement radio, facilement détectable par une vie extraterrestre. Ce scénario semble toutefois hautement improbable, d’autant plus que dans le système solaire, il est quasiment certain que nous soyons la seule forme de « vie intelligente ». 

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 IL Y A 10 000 MILLIARDS DE MILLIARDS DE PLANÈTES HABITABLES DANS L'UNIVERS

Le nombre est incommensurable et pourtant, il a été mesuré.

Pour la première fois, une équipe d'astronomes a quantifié le planétarium de l'Univers : il y a autant de planètes habitables dans le ciel que de gouttes d'eau dans l'océan.

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Ce chiffre est le fruit d’une fabuleuse histoire. En effet, depuis 17 ans et la découverte de la première planète tournant autour d’une autre étoile que notre Soleil, les chasseurs d'exomondes, forts de leurs centaines de succès et de leurs milliers d’échecs, ont accumulé suffisamment de données statistiques pour pouvoir présenter cette mesure incommensurable. La première statistique globale. Le premier nombre qui donne à voir la quantité d’abris potentiels pour la vie dans tout l’Univers. Une sorte de nouvelle constante fondamentale, dont l’ampleur exprime jusqu’au vertige la probabilité que nous ne soyons pas seuls dans l’Univers.
Depuis quelques années, l'enjeu n’était plus la découverte au cas par cas de nouvelles exoplanètes ; il s’en publie en effet chaque mois depuis la toute première détectée par les astronomes genevois Michel Mayor et Didier Queloz en 1995. Au total, 778 exoplanètes ont d’ores et déjà signalé leur présence, via un imperceptible fremissement dans une courbe lumineuse. Et quatre d’entre elles, baptisées Gliese 581 d, HD 85512 b, Kepler 22 b et Glies e 667 Cc, viennent récemment d’être localisées dans la zone habitable de leur étoile. Quatre petites rocheuses qui pourraient abriter des océans d’eau liquide (photos ci-dessus). Quatre premières autres terres potentielles...
Mais ce n’est plus ce décompte d’exoplanètes détectées ici ou là qui passionne les astronomes. Ils ont trouvé mieux que la collection de timbres cosmiques : la vision statistique du grand planétarium de l'Univers lui-même. Mieux que les 
Gliese, HD et autres Kepler, aussi excitantes soient-elles, ce sont des pourcentages qui promettent de leur ouvrir les portes de tous les exomondes possibles, en leur donnant la vision d’ensemble qui leur manquait jusqu’à présent. Seules les statistiques leur offrent de répondre à la question fatidique : combien y a-t-il de planètes habitables dans l'Univers ? Et par là, se convaincre de l’existence de la vie extraterrestre. Seulement jusque là, les biais de chacune des méthodes de détection d'exoplanètes les empêchaient de dresser des statistiques fiables à l'échelle de l'Univers ou de la galaxie. Chaque télescope ne voyant que par un trou de serrure les exosystèmes, quantifier le planétarium de l'Univers restait hors d’atteinte et les études se succédaient, comme celle de l’équipe du télescope Kepler en juin 2011, ou celle d’Amaud Cassan, de l’Institut d’astrophysique de Paris en janvier dernier, qui ne donnaient qu’une partie de la réponse.
Sauf que, depuis le mois de mars, tout a changé. “C'est la première mesure directe”, scande Xavier Bonfils. “On a enfin une vue générale et elle surpasse tout ce que l'on avait imaginé”, renchérit Xavier Delfosse. Pour la première fois, ces deux chercheurs de l’Institut d’astrophysique de Grenoble et leur équipe sont parvenus à conclure sur la fréquence globale d’un type d’exoplanète. Et pas n’importe lequel : les planètes qui font de 1 à 10 fois la masse de la Terre et peuvent contenir de l’eau liquide. "En clair, résume Xavier Bonfils, nous avons évalué le nombre de planètes habitables". Et ici, contrairement aux études précédentes, ils se sont uniquement basés sur les signaux captés par un télescope.

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UN ÉDIFICE THÉORIQUE QUI S'ÉCROULE

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La balle est donc dans le camp des biologistes. Or, ils ont déjà apporté une part de réponse : les multiples formes de vie pouvant résister à des températures, des pressions ou des milieux extrêmes qu’ils ont découvertes montrent que, sur Terre, la vie peut prendre racine dans les environnements les plus invivables et qu'ainsi, elle n’est donc pas si contrainte. Seulement, pour que les biologistes puissent donner une probabilité à l'émergence de la vie, il leur faudra la reproduire en laboratoire. Or, de l’avis de tous, on est encore bien loin de voir naître une bactérie à partir de molécules dans un tube à essai. “Et même si c’était le cas, il s’agirait encore de vie terrestre, prévient Gérald Joyce, l’un des premiers biologistes à avoir travaillé sur la recherche de la vie extraterrestre à la Nasa. Or, il est impossible de donner une probabilité avec un seul exemple”... Il n’y a donc pas d’alternative : pour conclure sur la probabilité d’une vie extraterrestre, il faudra la détecter. Et la balle de revenir dans le camp des astronomes... Qui l’ont déjà attrapée au vol : “La profusion d’exoterres que nous venons de découvrir nous met en position de le faire”, assure Xavier Delfosse. D’ailleurs, depuis quelques mois, ils travaillent déjà à apporter la réponse (voir ci-dessous). Le nombre incommensurable de terres qui constellent le firmament leur a donné des ailes et ils avancent désormais forts d’une nouvelle conviction : nous ne sommes pas seuls dans l’Univers.

Pour prouver ce qu'ils avancent, de nombreux télescopes (comme E-ELT ci-dessus) sont mis en place pour quadriller l'espace et trouver des exoplanètes. Celles qui ont été découvertes comme la première rocheuse habitable (Kepler 62f), ne reste plus qu'à savoir si elles abritent la vie...

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Les scientifiques découvrent de plus en plus de planètes en dehors de notre système solaire. Mais ils n'ont encore trouvé aucun signe de vie extraterrestre. 

La découverte d’une planète véritablement jumelle de la Terre approche à grands pas. Les scientifiques ne cessent d’en dénicher de nouvelles, de plus en plus similaires à la nôtre. Elles représentent des chances de découvrir des planètes habitables ou pouvant héberger la vie. En effet, la recherche d’exoplanètes, des planètes situées hors de notre système solaire, est étroitement liée à la recherche de formes de vie extraterrestre. 

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Les petits hommes verts, ce n’est pas pour tout de suite. Les chercheurs n’ont encore trouvé aucune preuve d’une vie extraterrestre. Pas une seule forme de vie intelligente, pas même une forme de vie microscopique mis à part sur Mars où il y a des indices, alors que l'essentiel de la masse vivante sur Terre, ce sont des bactéries.. 

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Mais les découvertes sont de plus en plus prometteuses. Par exemple, en avril, des chercheurs ont découvert deux nouvelles exoplanètes semblables a la terre. Il se peut d’ailleurs qu’elles regorgent d’eau et même qu’elles soient des planètes-océans. 

Reste que ces deux exoplanètes sont, à l’heure actuelle, les astres découverts les plus similaires à la Terre. Mais nous ne disposons pas de la technologie nécessaire pour aller les observer directement à l’aide d’une sonde: elles sont trop lointaines puisqu’elles se situent à 1200 années-lumière de la Terre, sachant qu’une année-lumière correspond à la distance parcourue par la lumière en une année, soit 9461milliards de kilomètres. 

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Quatrième planète à partir du Soleil, Mars est la dernière des planètes telluriques avant la ceinture d’astéroïdes puis la zone des planètes géantes. 
En dehors bien sûr du système Terre-Lune, Mars semble certainement l’objet le plus hospitalier du système solaire. Certes, les températures n’excèdent jamais les –5°C, mais elles sont tout de même plus accueillantes que les fournaises de Mercure et Vénus ou les grands froids des régions plus éloignées du système solaire. 
L’atmosphère est le premier point important sur cette planète : elle est principalement composée de gaz carbonique, d’
Azote et d’Argon, ce qui n’est pas nocif pour l’être humain. Et, si elle est nettement moins abondante que sur notre planète, elle joue malgré tout un certain rôle protecteur que l’on ne retrouve pas sur d’autres planètes. Ce point constitue déjà un facteur important dans la recherche de formes de vie sur d‘autres planètes. 
Ensuite, la découverte récente d’éléments suggérant la Vie dans des météorites en provenance de Mars est bien sûr enthousiasmante ! Toutefois, nous ne sommes pas sûrs qu’il ne s’agisse pas là de contaminations des météorites survenues après leur arrivée sur Terre. 
L’autre point qui rend cette planète encore plus intéressante est la présence d’
eau. On en trouve en effet dans des calottes polaires dont la taille varie selon les saisons mais les importantes traces d’écoulement d’eau sur la surface martienne laissent à penser qu’il y en a jadis eu beaucoup plus à l’état liquide, formant peut-être des océans. Des études récentes ont prouvé que l'eau qui devait recouvrir jadis la planète a dû s'infiltrer dans le sol martien, de consistance poreuse.  Mais ceci est évidemment extrêmement intéressant car, comme nous l’avons déjà vu, l’eau liquide est considérée comme un élément central dans l’apparition de la Vie. 

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          Europe constitue le deuxième astre intéressant du point de vue de l’exobiologie. Nous allons donc maintenant essayer de comprendre quelles en sont les raisons. 
Europe, le satellite de Jupiter, intéresse en effet les chercheurs au plus haut point. Car, sous une croûte de glace d’une épaisseur de 5 km environ, il se pourrait que cet astre, un peu plus petit que la Lune, cache des océans d’eau liquide dont la profondeur serait susceptible de dépasser 50 km. Il pourrait donc s’être développé des formes de vie dans ces océans. Mais comment l’eau peut-elle se développer à l’état liquide, alors que le Soleil est trop éloigné de cette planète pour fournir l’énergie nécessaire au dégel de cet énorme volume d’eau ? Il faudrait rechercher l’origine de cette source de chaleur à l’intérieur même de la planète, peut-être dans le noyau central de la planète. De plus, le constituant principal de sa mince atmosphère n’est autre que l’Oxygène, ce qui est encore intéressant. 
Europe constitue donc un objet très important du point de vue de l’exobiologie.

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          Titan, le satellite de Saturne, est, avec un diamètre de 5150 km, le deuxième plus gros satellite du système solaire, après Ganymède (satellite de Jupiter). Les planètes Pluton et Mercure sont plus petites que lui. Ce qui le rend particulièrement intéressant, c’est son atmosphère dense, ce qui est un cas unique pour un satellite de notre système. Cette atmosphère est constituée principalement d’Azote (comme sur Terre), mais aussi de méthane et d’Hydrogène. La composition de l’atmosphère de Titan pourrait donc être similaire à celle de l’atmosphère terrestre, au début de l’existence de notre planète. 
Toutefois, bien que des traces de vapeur d’eau aient été récemment détectées par le satellite infrarouge ISO dans la haute atmosphère de Titan, la température très basse (-180°C) régnant près de la surface y rend impossible la présence d’eau liquide. Mais des océans de méthane et d’éthane liquides pourraient bien s’y étendre…        
Titan possède donc également des caractéristiques très intéressantes et il ne lui manque qu’un peu d’eau pour être comparable à notre Terre lorsque la vie y est née. 

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Des stratégies sont prévus pour découvrir la vie extraterrestre et ce mettrons en place dans les années à venir dans le système solaire.

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Zone de l'espace où un satellite peut rester immobile en équilibre gravitationnel, située à 1,5 million de km de la Terre.

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C'est le rêve des exoplanétologues. Terres-trial Planet Finder est la machine idéale pour traquer sur les autre terres les molécules qui signent la vie telles que l'ozone ou le dioxyde de carbone. Il est d'une résolution inédite dans l'espace : les quatre télescopes formeront avec le collecteur, au centre un télescope de 50 mètres,,, Les spécialistes espèrent le voir prendre son orbite ver 2060.

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Encore anonyme, ce rover mis au point par l'ESA dans le cadre de la mission ExoMars pourra forer la planète rouge jusqu'à 2 mètre de profondeur. Soit beaucoup plus ue les quelques 6 centimètres de Curiosity... De quoi détecter d'éventuelles molécules d'origine biologique, conservé es à l'abri des radiations qui frappent le sol de Mars. Son lancement est prévu pour 2018.

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Il ressemblera à s'y méprendre à Curiosity, sauf qu'il sera doté d'un réservoir : un robot s'envolera vers la planète rouge pour y collecter des échantillons et les stocker... jusqu'à ce qu'un second vaisseau vienne les récupérer et les ramener sur Terre. La première étape est prévue pour 2020.

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Une sonde nucléaire fera fondr la banquise d'Europe sur plusieurs dizaines de km pour s'y frayer un chemin jusqu'à atteindre son océan souterrain où elle libérera un sous-marin qui partira à la chasse aux traces de vie. Des prototypes sont actuellement testés dans les glaces polaires, sur Terre, mais aucune date n'est encore prévue.

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C'est l'un des objectifs prioritaires des exobiologistes : envoyer une sonde en orbite autour d' Encelade afin de traquer les signes de vie primitive dans la soupe de molécules complexes qui s'échappent des geysers de plusieurs dizaine de km présents à la surface. Il leur reste à convaincre les agences...

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Actuellement, beaucoup de planètes habitables ont été identifiées en dehors du Système Solaire, par les techniques actuelles permettent de détecter d'éventuelles planètes telluriques comme Gliese 667 Cc ou Kepler 27 b. La question de la détectabilité d'une activité biologique a déjà été étudiée.  
Enrico Fermi a énoncé ce fameux paradoxe. Étant donné la vitesse de développement technologique sur Terre, il semble probable que les humains seront en mesure de coloniser la Galaxie d'ici quelques millions d'années. Comparé aux échelles de temps cosmiques, ce délai est extrêmement court, et laisse donc supposer que des vies extraterrestres sont déjà parvenues à ce stade. On peut donc se demander pourquoi nous n'avons toujours pas été contactés. Deux explications (sérieuses) sont possibles. Soit l'apparition (ou le développement) de la vie est difficile et donc improbable, soit toute civilisation s'autodétruit inexorablement avant de pouvoir conquérir la Galaxie. 

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Il y aura au moins deux signes bientôt à portée de télescope.

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