2 décembre 2022 | Ryan T. Hayes | Adventist Review
Trouver une planète semblable à la Terre ou une planète qui pourrait être habitée est possible. Le télescope spatial James Webb est équipé de caméras et de spectromètres dans le proche infrarouge (NIR) qui aident déjà les astronomes à étudier la composition chimique de planètes lointaines. Dans la région du spectre électromagnétique proche de l’infrarouge, de nombreuses signatures moléculaires sont détectées. Les techniques spectroscopiques peuvent identifier la composition atmosphérique des planètes lorsqu’elles se déplacent autour de leur étoile. Leur soleil agira comme une source de lumière qui traversera l’atmosphère de la planète. La lumière résultante est ensuite comparée à l’énergie avant et après le déplacement de la planète à travers la lumière qui brille vers nous.
Les molécules atmosphériques de l’exoplanète laissent leur signature moléculaire dans les régions du spectre électromagnétique proches de l’infrarouge, là où les spectromètres du télescope sont réglés. La NASA a une excellente explication de ce processus sur son site Web. 1 Les signatures moléculaires sont extrêmement faibles, mais de nombreuses molécules sont discernables par des mesures répétées, et toutes ces données devraient permettre aux scientifiques de déterminer quelles molécules sont présentes et les quantités relatives de chacune. Des rapports sont déjà publiés. Par exemple, du dioxyde de carbone a été identifié dans l’atmosphère de l’exoplanète WASP-39b grâce au télescope. 2
Facteurs nécessaires pour une planète habitable
Quelles molécules le télescope peut-il détecter ? La liste comprend des molécules telles que l’eau, le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone, le méthanol, l’ammoniac et le méthane. Il s’agit d’une liste très intéressante de molécules atmosphériques qui semblent donner une idée de l’habitabilité d’une planète. Ce que l’on pourrait oublier, c’est que ces molécules sont toutes actives dans l’infrarouge, ce qui en fait de bons gaz à effet de serre. Ce n’est pas une mauvaise chose, mais les spectromètres du télescope ne peuvent pas détecter d’autres molécules importantes permettant la vie, comme le dioxygène et le diazote. La détection de l’eau dans l’atmosphère des planètes lointaines est dans la ligne de mire de ce nouveau télescope, et de nombreux scientifiques essaient de réserver du temps sur le télescope pour aider à ce processus de détection. 3 Les informations relatives à la teneur en eau des atmosphères extraterrestres seront extrêmement utiles pour comprendre la prévalence de l’eau dans le cosmos. Une étude récente de l’atmosphère de l’exoplanète VHS 1256-1257 b suggère la présence d’eau, ainsi que de silicates, de méthane, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone. 4 Pourrait-il s’agir d’un lieu habitable pour la vie ?
Lorsqu’il s’agit de déterminer si ces planètes sont habitables, il faut prendre en compte toute une série de facteurs chimiques, et le télescope fournira certains de ces détails. Malheureusement, il ne fournira pas une image complète. D’après la plupart des rapports, le sens général de l’habitabilité d’une planète est qu’elle se trouve dans la zone habitable, qui permet l’existence d’eau liquide. Cependant, une planète a besoin de plus que de l’eau liquide. Je dirais que la présence de dioxygène et de diazote est tout aussi importante. Ces gaz peuvent soutenir une vie complexe ainsi qu’une petite quantité variable de gaz à effet de serre pour chauffer la planète.
La planète ne peut pas avoir trop de gaz à effet de serre, car beaucoup d’entre eux sont toxiques ou trop lourds, et ils pourraient déplacer l’oxygène et étouffer les habitants. Une planète habitable a besoin d’oxygène et d’azote dans des proportions presque identiques à celles que l’on trouve sur terre. L’oxygène est indispensable à l’existence de formes de vie complexes et plus grandes. 5 Il est possible que certains microbes puissent exister sur des planètes sans oxygène, mais les créatures plus grandes que les anaérobies unicellulaires ont besoin de dioxygène pour alimenter leur métabolisme.
L’importance du diazote et d’autres paramètres
Pourquoi le diazote est-il si important ? Dans mon étude, j’ai identifié au moins 10 paramètres qui font du diazote le partenaire idéal du dioxygène. L’observation du diazote et du dioxygène dans l’atmosphère de planètes potentiellement habitables permettra d’obtenir une image plus précise. Malheureusement, ces molécules diatomiques ont leur signature spectrale dans la région des rayons X et UV du spectre électromagnétique, qui ne fait pas partie de l’instrumentation du télescope. L’atmosphère de la planète est responsable du maintien de l’eau liquide avec une pression d’environ 15 psi (livres par pouce carré). Le dioxygène représente environ 3 psi, mais les 12 psi restants doivent provenir d’une molécule diatomique dont la densité est similaire à celle de l’oxygène et qui doit posséder les attributs suivants :
- non réactif à l’oxygène
- ininflammable
- transparent dans le visible/infrarouge
- non générateur de gaz à effet de serre
- une certaine capacité d’absorption des rayonnements nocifs de courte longueur d’onde (UV, rayons X et rayons gamma)
- non réactif à la vie (inerte)
- très peu soluble dans l’eau
- non acidifiant dans l’eau
- utile pour la vie
Aucune autre molécule ne répond à ces critères aussi précisément que le diazote. La pression atmosphérique totale est essentielle, car elle fixe la pression adéquate pour maintenir l’eau à l’état liquide. Si la pression est trop faible, l’eau s’évapore dans l’air, ce qui entraîne une augmentation de l’humidité, le réchauffement de la planète et la disparition de l’eau des lacs, des rivières et des organismes. Une pression atmosphérique trop élevée entraîne l’arrêt du cycle de l’eau qui nettoie et dessale l’eau pour la réutiliser. Pour trouver une planète habitable pour les humains, l’atmosphère de la Terre constitue la norme pour de nombreuses raisons chimiques.
L’étoile locale proche d’une exoplanète doit également être une bonne correspondance qui ressemble à notre propre soleil en termes de rendement spectral. Si l’étoile produit trop d’énergie dans le domaine de l’infrarouge ou du proche infrarouge, cette lumière n’a pas l’énergie suffisante pour entraîner la photosynthèse et d’autres réactions chimiques permettant la vie. Si l’étoile produit trop d’énergie dans le domaine des UV (ou des rayons X et gamma), cela détruira toutes les molécules à base de carbone, le seul type d’atome qui répond aux exigences de la vie. 6
Le nombre de paramètres est assez élevé, ce qui fait de la Terre une exception rare dans l’univers, selon certains scientifiques. 7 Le télescope élargit notre vision et notre compréhension de la composition chimique des atmosphères des exoplanètes. Toutes ces nouvelles informations nous aideront à comprendre à quel point certaines molécules atmosphériques sont communes dans l’univers. La communauté scientifique aura une meilleure compréhension de la probabilité de trouver une planète semblable à la Terre. Mais trouverons-nous l’égale de la Terre ? Le télescope est une belle avancée dans cette recherche, mais la probabilité semble assez faible, compte tenu de toutes les exigences. Jusqu’à ce que nous puissions obtenir un profil chimique complet de l’atmosphère d’une exoplanète, la recherche d’eau et d’autres gaz actifs dans l’infrarouge sera une belle avancée, mais elle sera loin d’être suffisante.
Que dit l’Écriture au sujet des autres planètes habitables ? Y a-t-il une chance que certains mondes puissent abriter la vie ? Certains ont suggéré que les « fils de Dieu », mentionnés dans Job 1:6, 7, qui visitent le ciel pourraient indiquer d’autres planètes avec des habitants de type humain. D’après les écrits d’Ellen White, nous savons que d’autres mondes habités existent mais sont hors de notre portée. Dans les Écrits anciens, White écrit : « Puis l’ange dit : “Tu dois retourner, et si tu es fidèle, tu auras, avec les 144 000, le privilège de visiter tous les mondes et d’observer l’œuvre de Dieu”. “8 Je crois fermement qu’il y a d’autres planètes habitables, mais elles existent par la conception de Dieu et seulement par son œuvre. Le télescope aidera à déterminer la possibilité d’une planète habitable, et cette nouvelle information aidera le monde à voir la puissance et le pouvoir de la main de notre Créateur.
1 C. Pulliam,’ NASA’s Webb Space Telescope to Inspect Atmospheres of Gas Giant Exoplanets », NASA.gov, 11 juillet 2018, https://www.nasa. gov/feature/goddard/2018/nasa-s-webb-space-telescope-to-inspect-atmospheres-of-gas-giant-exoplanets.
2 T. Pultarova, “James Webb Space Telescope Sniffs Out Carbon Dioxide Around an Alien World”, Space.com, 2022, https://www.space.com/ james-webb-space-telescope-exoplanet-carbon-dioxide.
3 K. Cooper, “Possible Water World Spotted Orbiting an Alien Star”, Space.com, 2022, https://www.space.com/ ocean-world-habitable-zone-potential-detection.
4 B. E. Miles et al, “The TELESCOPE: Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256–1257 b,” 2022, arXiv:2209.00620v1.
5 N. Lane, Oxygen: The Molecule That Made the World (Oxford: Oxford University Press, 2002).
6 M. Denton, Nature’s Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe (New York: Free Press, 2002).
7 Voir, par exemple, G. Gonzalez et J. W. Richards, The Privileged Planet : How Our Place in the Cosmos Is Designed for Discovery (Washington, D.C. : Gateway Editions, 2020) et P. D. Ward et D. Brownlee, Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe (New York: Springer, 2000).
8 Ellen G. White, Early Writings (Washington, D.C.: Review and Herald Pub. Assn., 1882, 1945), p. 40.
Ryan T. Hayes, Ph.D., est professeur de chimie à l’université Andrews de Berrien Springs, dans le Michigan.
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