Une équipe d’astronomes suisses, portugais et français auraient mis en évidence deux nouvelles exoplanètes. Et pour la première fois, l’une d’entre elle pourrait être habitable. 

L’équipe européenne a pointé ce télescope afin d’observer une naine rouge  répondant au nom de Gliese 581 (Gl 581), située à environ 20,5 années-lumières dans la constellation de la Balance. Cette étoile était déjà connue pour héberger une planète , Gl 581b, d’environ 15 masses terrestres, soit autant que Neptune, découverte en 2005 par la même équipe d’astronomes. Cette fois, ce sont deux planètes supplémentaires qui ont pu être identifiées autour de Gl581.

La première planète, nommée Gl 581c, serait 5,03 fois plus massive que la Terre, pour un diamètre de 1,5 fois celui de la Terre. La gravité à sa surface est 2,2 fois celle à la surface de la Terre. D’après les modèles, cette planète doit être rocheuse, comme c’est le cas de Mercure, Vénus, la Terre et Mars dans notre système solaire. Gl 581c effectue une révolution autour de son étoile en 13 jours, et en serait éloignée d’environ 11 millions de kilomètres, soit seulement un treizième de la distance Terre-Soleil. Cependant, la naine rouge délivrant une puissance lumineuse bien moins grande que notre Soleil, la planète ne serait pas une fournaise, comme c’est le cas de Mercure par exemple. Au contraire, la température à la surface de la planète est estimée selon les chercheurs entre 0 et 40°C. Ces résultats donnent libre cours à l’hypothèse de la présence d’eau liquide sur cette planète. Elle abriterait peut-être des océans, et pourquoi pas, aurait pu voir la Vie s’y développer. Il s’agit de la première planète en dehors de notre système solaire à réunir plusieurs caractéristiques qui la rendraient peut-être habitable.

 
La seconde planète découverte, Gl 581d, a une masse estimée à environ 7,7 masses terrestres, et effectue une révolution autour de l’étoile en 83,6 jours. Sa présence ainsi que d’autres caractéristiques seront confirmées en poursuivant l’observation du système solaire Gl 581.

Les sondes Vikings sont-elles passées à côté de la découverte de la Vie sur Mars ? Cette hypothèse, fortement médiatisée ces jours derniers, est devenue de plus en plus probable au cours des derniers mois, avec la mise en évidence du manque de précision des instruments de mesure des sondes(voir brève). Un nouveau rebondissement dans l’affaire a éclaté lorsque deux géologues, Joop M. Houtkooper et Dirk Schulze-Makuch, ont présenté lors du 209ème Congrès de l’AAS  une hypothèse suggérant que non seulement les deux sondes étaient incapables de détecter la Vie, mais qu’en plus elles n’auraient réussi qu’à détruire les échantillons biologiques prélevés sur Mars.  

Lorsque l’on examine les conditions favorables à la Vie à la surface de Mars, il apparaît très vite que l’absence d’eau liquide présente un obstacle important. La découverte récente de coulées d’eau occasionnelles reste trop limitée pour favoriser dans la durée une vie martienne. Il est donc nécessaire d’examiner d’autres stratégies de survie. Se basant sur la présence de peroxyde d’hydrogène H2O2 sur la planète rouge, ces deux scientifiques suggèrent que cette molécule ait une origine et un rôle biologique. En effet, la présence d’ H2O2 permet de capturer la vapeur d’eau, et le point eutectique du mélange H2O2/eau se situe à -56,5°c pour 61,2 % de masse H2O2. Il serait donc probable que d’éventuels micro-organismes martiens utilisent ce mélange à l’état liquide comme solvant biologique. L’ajout d’eau lors des essais menés par les sondes Vikings aurait alors eu des effets catastrophiques sur de tels micro-organismes, morts par hyper-hydratation, et détruisant leurs molécules organiques en donnant des produits de combustion comparables à ceux enregistrés par les analyseurs chimiques des sondes Vikings.

Des micro-organismes peuvent-ils vivre dans un milieu riche en peroxyde d’hydrogène ? L’eau oxygénée est utilisée comme désinfectant microbien. Elle est donc toxique pour la plupart des micro-organismes en induisant un stress oxydatif. Chez certaines bactéries comme Acetobacter, responsable de la fermentation acétique du vinaigre, la peroxydase assure la réduction de H2O2 en H2O (co-facteur : NADH,H+), permettant de détoxifier la cellule. Dans l’hypothèse d’une vie martienne, les auteurs suggèrent que le peroxyde d’hydrogène puisse être produit à partir d’eau et de dioxyde de carbone grâce à l’énergie lumineuse, formant également du carbone réduit (CH2O) qui à son tour pourrait être oxydé par H2O2 afin de former de l’acide formique. La dégradation de H2O2 en eau et en dioxygène pourrait même être une source d’énergie cellulaire.

Mais le peroxyde d’hydrogène est très vite dégradé sous l’effet des rayons UV, une donnée défavorable car la surface de Mars reçoit un flux considérable de rayons de longueur d’onde inférieure à 200 nm. Les organismes vivants basés sur une biochimie eau/H2O2 devraient donc posséder des mécanismes de protection afin que leur château de cartes métabolique ne s’écroule pas.

Cette hypothèse, à première vue très séduisante, reste donc soumise à conditions. Lors de leur présentation, les deux géologues on laissés sceptiques de nombreux astrobiologistes. Car si ces études montrent que les expérimentations menées par les sondes Vikings étaient inadaptées pour détecter des traces d’activités biologiques, elles ne prouvent pas pour autant que la Vie sur Mars existe, et encore moins qu’il puisse s’agir de formes basées sur le peroxyde d’hydrogène. Enfin, les radiations bombardant la surface de la planète représentent également un obstacle au développement de formes de vies sur Mars, suggérant que le sous-sol de la planète puisse constituer une niche écologique plus appropriée. La future mission américaine Phœnix d’exploration de Mars, dont le lancement est prévu en août 2007, offrira certainement une belle occasion de vérifier ces hypothèses.

Deux papiers relancent le débat sur la présence de vie sur Mars : tout d’abord, une étude parue sur le site web d’ International Journal of Astrobiology rapporte la survie et la croissance de bactéries dans des températures semblables au sous-sol martien, tandis qu’un article publié par les PNAS remet en cause la sensibilité des instruments embarqués par les sondes Viking pour détecter la présence de matière organique. 

Neil Reid du Space Telescope Science Institute (STScI) de Baltimore (USA) s’est intéressé à la croissance d’archéobactéries dans des températures basses extrêmes. Durant cette étude, il a choisi deux archéobactéries mésophiles, Methanosarcina acetivorans (méthanogène) et Halobacterium sp. souche NRC-1 (halophile), ainsi que deux archéobactéries psychrophiles  collectées dans des lacs de l’Antarctique : Methanococcoides burtonii (méthanogène) et Halorubrum lacusprofundi (halophile). Cultivées à basse température, les mésophiles ne survivent pas en-dessous de 5°C, tandis que les psychrophiles peuvent se développer jusqu’à -28°C. De manière intéressante, M. burtonii et H. lacusprofundi forment des agrégats multicellulaires lorsque la température baisse, et semblent alors s’enrober dans une matrice extracellulaire. Les limites de température atteintes pour ces deux psychrophiles correspondent aux températures régnant sur Mars, et laissent sous-entendre que cette condition ne serait pas un obstacle à la croissance et au développement de telles bactéries, et plus particulièrement dans le sous-sol martien.

Parallèlement, une équipe du National Autonomous University de Mexico se proposait d’évaluer la sensibilité des instruments d’analyse chimique des sondes Viking. Lors de ces deux missions, les sondes disposaient de TV-GC-MS, instruments permettant de chauffer rapidement à 500°C le sol pour y vaporiser les molécules présentes, de les séparer par chromatographie gazeuse et de les analyser par spectrométrie de masse. Les scientifiques espéraient alors détecter des molécules organiques sur le sol martien, traces éventuelles de vie. Lors des tests réalisés sur des sols comparables à ceux de Mars (vallées asséchées d’Antarctique ou Désert d’Atacama au Chili), les instruments de mesure ne détectèrent aucun signe de vie, malgré la présence de bactéries dans ces sols, et sans que la NASA ne reconsidère l’utilisation de ces instruments. L’équipe de Rafael Navarro-González, quant à elle, suggère que les instruments des deux sondes Viking n’étaient tout simplement pas assez sensibles pour détecter des taux trop bas de matière organique. En reproduisant les analyses sur différents sols-tests terriens (Antarctique, désert d’Atacama, de Lybie et Mojave) avec des instruments plus sensibles, ils sont parvenus à détecter de faibles taux de matière organique, alors que les instruments des sondes Viking restent aveugles. 

Ces deux résultats ne manquent pas d’encourager les partisans d’une vie autochtone sur la planète Mars, mais doivent cependant être soumis à caution. D’une part, si les études d’écophysiologie bactérienne réalisées par Reid et son équipe permettent d’envisager l’existence de bactéries en croissance à des températures martiennes, d’autres questions quant à la disponibilité en eau ou à leur survie face à d’autres facteurs abiotiques restent posées. Enfin, si les instruments des sondes Viking étaient limités, quelles autres méthodes d’analyse chimique doivent être employées afin de détecter d’éventuelles traces de vie sur Mars ?

Les observations ont été réalisées grâce à l’observatoire SuperWASP  Nord, situé sur l’île de La Palma (Canaries), et confirmées par des mesures spectrométriques faites par SOPHIE. La première planète, nommée WASP-1b, orbite autour d’une étoile située à 1000 années-lumières de la Terre, dans la constellation d’Andromède. La seconde, WASP-2b, orbite autour d’une étoile située à 500 années-lumières de nous, dans la constellation de Delphinus. 

D’après les données recueillies, les deux planètes sont des géantes gazeuses, comme l’est Jupiter dans notre système solaire. WASP-1b orbite à 6 millions de kilomètres de son étoile en deux jours et demi, tandis que WASP-2b a une orbite de 4,5 millions de kilomètres de rayon, qu’elle parcourt en deux jours seulement. Par comparaison, Jupiter est situé à environ 800 millions de kilomètres du Soleil et son année dure 12 ans terrestres ; la plus proche planète du Soleil est Mercure, situé à 60 millions de kilomètres du Soleil, et la température sur sa face éclairée dépasse les 400°C. Les deux nouvelles planètes doivent avoir une température frisant les 1800°C, et l’analyse spectroscopiste montre que leur atmosphère se diffuse dans l’espace.

SuperWASP est un observatoire au sol, scrutant des centaines de milliers d’étoiles en même temps, à la recherche notamment d’exoplanètes par la méthode du transit. Les scientifiques espèrent en trouver d’autres, car chacune d’elles apporte des informations précieuses sur les mécanismes de la formation des planètes, et nous renseigne ainsi sur notre propre système solaire.

La théorie de la Relativité Générale, achevée par Albert Einstein en 1916, prédit l’existence de trous noirs, des structures immenses dont la densité est si importante que toute l’énergie est concentrée en un minuscule point, une singularité, qui engloutit toute matière ou énergie passant à proximité. C’est d’ailleurs de là que vient le nom de "trou noir" : un tel astre n’émet pas de lumière puisqu’il absorbe tout. La théorie prédit, pour une masse donnée, le rayon en-dessous duquel un astre s’effondre en trou noir, appelé rayon de Schwarzschild  ; elle prédit aussi une vitesse maximale à laquelle il peut tourner sur lui-même sans violer les lois de la physique. Certains trous noirs ne tournent pas sur eux-mêmes (ils sont alors appelés trous noirs de Shwarzschild), et d’autres oui (appelés trous noirs de Kerr). 

Bien qu’ils n’émettent pas eux-mêmes de la lumière, il est cependant possible de détecter les trous noirs indirectement par la matière qui tourne autour en formant ce qu’on appelle un disque d’accrétion , ainsi que par les jets de matière émis à une vitesse approchant celle de la lumière suivant l’axe formé par ce disque : toute cette matière étant fortement accélérée, elle émet de grandes quantités de rayonnements ayant un spectre bien particulier. L’un des trous noirs connus, découvert en 1994, est situé aux frontières de notre galaxie dans la constellation de l’Aigle (Aquila), à environ 35000 années-lumière de la Terre, et porte le doux nom de GRS 1915+105. Pesant environ 14 masses solaires, il attire inexorablement la matière de sa compagne, une étoile similaire à notre Soleil. Et c’est cette matière orbitant autour de lui qui, en émettant des rayonnements bien caractéristiques, nous est visible et nous renseigne sur le trou noir.

 
Une équipe du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (USA), en collaboration avec des chercheurs du MIT (USA) et du Max Planck-Institut für Astrophysik (Allemagne), a procédé à des mesures spectrales de rayons X sur le système GRS 1915+105. Connaissant le spectre du disque d’accrétion d’un trou noir, il est possible d’en déterminer le rayon central, correspondant au rayon de Schwarzshild du trou noir. Or, plus un trou noir tourne vite sur lui-même et plus son rayon est petit : connaissant ce dernier, il est alors possible de remonter à la vitesse de rotation de l’astre.

Les scientifiques ont ainsi déterminé que GRS 1915+105 tourne sur lui-même 950 fois par seconde, ce qui est un record. Son rayon calculé n’excède pas 42 km, et la matière située au bord de ce rayon a une vitesse qui égale 50% la célérité de la lumière. La vitesse maximale de rotation imposée par la Relativité est déterminée par l’impossibilité de dépasser la célérité de la lumière ; selon les équations relativistes, GRS 1915+105 tourne à 98% de cette vitesse limite, ce qui en fait le trou noir de Kerr le plus rapide jamais observé.

Selon les chercheurs, de tels trous noirs pourraient être chose courante dans l’Univers ; à part sa vitesse de rotation, ses caractéristiques ne sont pas si gargantuesques. Pour comparaison, le trou noir siégeant au centre de notre galaxie a une masse estimée entre 3,2 et 4 millions de masses solaires, un diamètre de moins d’un dixième du rayon de l’orbite terrestre, et ferait un tour sur lui-même en onze minutes.