Que l’on s’intéresse aux sciences de l’espace ou non, il est une question qui réunit tous les êtres humains: y a-t-il de la vie ailleurs dans l’Univers ? Cette énigme passionne d’autant plus les foules que, statistiquement, la réponse est oui. Les images du télescope spatial Hubble couplées aux données des observatoires terrestres ont en effet montré, en 2019, que l’Univers contiendrait 2 000 milliards de galaxies. La Voie lactée rassemblerait à elle seule plus de 900 milliards de planètes, dont tout de même 300 millions potentiellement habitables en orbite autour d’étoiles de type solaire… Des chiffres assez incroyables.

Alors aujourd’hui, les astrophysiciens travaillent sans relâche à répertorier ces planètes. C’est au 16^e siècle que les astronomes ont évoqué pour la toute première fois l’existence des exoplanètes, aussi appelées planètes extrasolaires, qui par définition se trouvent hors du Système solaire et gravitent autour d’une étoile autre que le Soleil. Les premiers travaux scientifiques concrets ont démarré au 19^e siècle, et c’est aux astronomes Aleksander Wolszczan et Dale Frail que l’on doit la première découverte d’un tel astre, en 1992. Plus précisément, ils ont repéré 2 des 4 planètes extrasolaires qui gravitent autour du pulsar Liche, dans la constellation de la Vierge. Au 1^er juillet 2021, 4 777 planètes extrasolaires ont été recensées dans 3 534 systèmes planétaires, et des milliers d’autres sont en attente de confirmation. Aujourd’hui, une exoplanète est découverte en moyenne… chaque jour !

L’objectif principal est aujourd’hui d’étudier plus en détails les exoplanètes répertoriées, afin de, peut-être, mettre en lumière celle qui abritera la vie. Pour maximiser leurs chances, les chercheurs s’intéressent la plupart du temps aux exoplanètes qui gravitent autour d’étoiles de petite taille. «En réalité, on cherche partout où l’on peut, corrige Michaël Gillon, astrophysicien et maître de recherche FNRS, spécialiste en exoplanétologie au sein de l’unité de recherche Astrobiologie de l’ULiège. Mais il est vrai qu’avec nos instruments, il est plus facile de détecter les exoplanètes qui gravitent autour d’étoiles bien plus petites et moins massives que le Soleil, des étoiles que l’on nomme « naines rouges »». 

De plus, les exoplanètes d’intérêt se trouvent dans la zone d’habitabilité de leur étoile, c’est-à-dire à une distance telle de leur soleil que la quantité d’énergie reçue pourrait permettre à l’eau d’exister sous forme liquide à leur surface (voir photo 1). Si la planète est plus proche de son étoile (un peu plus proche que la Terre dans le cas du Système solaire), l’eau se vaporise, et si elle est trop éloignée (plus loin que Mars), l’eau gèle. L’exoplanète la plus proche de la Terre à se trouver dans la zone d’habitabilité de son étoile est Proxima Centauri b. Découverte en 2016, elle est située à 40 000 milliards de kilomètres de nous.

Sous leur épaisse atmosphère d’hydrogène et d’hélium, la surface des exoplanètes en question serait recouverte d’océans d’eau liquide très chauds, dans lesquels pourrait se trouver une vie microbienne similaire à celle des fonds marins terrestres les plus extrêmes ! Leur atmosphère très riche en hydrogène et la présence d’un océan global leur vaut le nom de planètes «hycéennes» ou «hycéaniques», néologisme proposé par les auteurs. Ces exoplanètes ont une taille jusqu’à 2,6 fois celle de la Terre. Leur température atmosphérique peut atteindre les 200 °C, mais leur océan offre une protection pour la vie microbienne. La publication évoque aussi des mondes hycéaniques «sombres» qui abritent des organismes seulement sur leur face nocturne (comme la face cachée de la Lune) et des mondes hycéaniques «froids», qui reçoivent peu de rayonnement de leur étoile. Dans les 2 cas, les planètes hycéennes permettent une zone habitable beaucoup plus large que les planètes semblables à la Terre, grâce à leur océan qui fait office de véritable écrin protecteur. «C’est excitant que des conditions habitables puissent exister sur des planètes si différentes de la Terre» souligne la co-auteure de l’étude, Anjali Piette.

«Les planètes hycéennes ouvrent un nouveau boulevard dans notre recherche de vie extraterrestre, poursuit l’astrophysicien Nikku Madhusudhan, également co-auteur. Quand on cherchait des biosignatures sur les exoplanètes, on se concentrait essentiellement sur les planètes similaires à la Terre, qui sont un point de départ raisonnable. Mais mon équipe et moi-même pensons désormais que les planètes hycéennes offrent une meilleure chance de révéler ces biosignatures».

Plus précisément, les astrophysiciens ne recherchent pas telle ou telle molécule, mais plutôt un mélange bien particulier. «Nous cherchons surtout des mélanges hors équilibre de molécules oxydantes et réductrices. Car si un tel mélange subsiste, c’est qu’il y a un excédent de l’un ou l’autre type de molécule, possiblement créé par un mécanisme biologique», détaille Michaël Gillon.  

Le Proba-1 (Project for on-board autonomy) de l’ESA (European Space Agency) était satellisé au moyen d’un lanceur indien Pslv le 22 octobre 2001. D’une masse de 94 kg, ce démonstrateur technologique continue à bien se comporter sur orbite. Il fut réalisé en Belgique par la société anversoise Verhaert (QinetiQ Space) et est équipé d’un logiciel Spacebel qui lui assure une autonomie très performante dans l’espace. Contrôlé par le Centre ESA de Redu-Libin (province de Luxembourg), il sert toujours à des prises de vue de l’environnement terrestre. On peut le considérer comme un pionnier du système européen Copernicus pour le suivi du changement climatique et de la biodiversité globale. Entretemps, deux autres Proba, autonomes sur orbite grâce à Spacebel, ont été satellisés: Proba-2 (120 kg) dans l’espace depuis novembre 2009 pour une contribution européenne à l’étude des relations Soleil-Terre, puis Proba-V(égétation) (140 kg) autour de la Terre depuis mai 2013 pour une mission de télédétection avec des senseurs à hautes performances.