Une science sans encore un seul objet d'étude confirmé

L'astrobiologie occupe une position singulière parmi les sciences : elle étudie les conditions d'apparition et de survie de la vie dans l'univers, sans disposer à ce jour d'un seul exemple confirmé de vie extraterrestre à analyser. Le champ s'appuie donc sur trois piliers : comprendre comment la vie est apparue sur Terre, identifier les limites de ce que la vie peut tolérer, et rechercher activement des traces de vie ailleurs — que ce soit dans le système solaire ou autour d'étoiles lointaines.

Les extrêmophiles élargissent le champ du possible

Sur Terre, la découverte d'organismes appelés extrêmophiles a considérablement élargi l'idée de ce que la vie peut tolérer. Certaines bactéries prospèrent dans l'eau bouillante des sources hydrothermales sous-marines, à plus de 100°C et sous une pression écrasante, sans aucune lumière solaire, tirant leur énergie de réactions chimiques plutôt que de la photosynthèse. D'autres survivent dans la glace de l'Antarctique, dans l'acide concentré, ou même exposées directement au vide spatial et aux radiations cosmiques, comme les tardigrades.

Ces découvertes ont directement inspiré la recherche de vie ailleurs : si la vie terrestre peut prospérer sans lumière solaire près de sources hydrothermales, pourquoi pas dans l'océan souterrain d'une lune glacée, chauffé non pas par le Soleil mais par les forces de marée ?

Les océans cachés d'Europe et Encelade

Europe, l'une des grandes lunes de Jupiter, cache sous sa croûte de glace un océan d'eau liquide salée qui pourrait contenir deux fois plus d'eau que tous les océans terrestres réunis — maintenu liquide non pas par la chaleur du Soleil, très faible à cette distance, mais par le réchauffement produit par les forces de marée exercées par l'énorme gravité de Jupiter. La mission Europa Clipper de la NASA, lancée en 2024, doit étudier cet océan de plus près lors de survols répétés prévus à partir de 2030.

Encelade, une petite lune de Saturne, a livré une preuve encore plus directe : la sonde Cassini a traversé en 2005 des panaches de vapeur d'eau et de particules de glace jaillissant de fractures au pôle sud, provenant directement de son océan souterrain, et y a détecté des molécules organiques complexes ainsi que de l'hydrogène moléculaire — un signe possible de réactions chimiques actives au fond de cet océan, similaires à celles qui alimentent les extrêmophiles terrestres.

Rétroéclairés ici par le Soleil, ces jets de glace jaillissent des « rayures de tigre », de longues fractures parallèles qui strient le pôle sud d'Encelade — la sonde Cassini a directement volé à travers certains de ces panaches à plusieurs reprises entre 2005 et 2015, échantillonnant leur composition à l'aide de ses instruments embarqués sans jamais se poser. Ces geysers alimentent en permanence l'un des anneaux de Saturne, l'anneau E, entièrement composé des particules de glace éjectées par cette petite lune.

La chaleur nécessaire pour maintenir liquide l'océan situé sous la croûte gelée d'Encelade provient du réchauffement de marée : l'attraction gravitationnelle de Saturne, combinée à une résonance orbitale avec la lune voisine Dioné, étire et comprime continuellement l'intérieur d'Encelade, générant assez de friction pour empêcher l'eau de geler complètement malgré la distance extrême au Soleil — un mécanisme partagé avec Europe, et qui fait de ces lunes glacées des cibles prioritaires bien plus accessibles à étudier que les grandes profondeurs d'un océan terrestre.

Le paradoxe de Fermi

Si la vie et même l'intelligence sont statistiquement probables à l'échelle d'une galaxie comptant des centaines de milliards d'étoiles, pourquoi n'avons-nous encore détecté aucun signe de civilisation extraterrestre ? Cette contradiction apparente, formulée par le physicien Enrico Fermi en 1950, porte le nom de paradoxe de Fermi. Les explications proposées vont du simple — les distances interstellaires sont si immenses que la communication ou le voyage restent impraticables — au spéculatif : la vie complexe serait extraordinairement rare, ou les civilisations technologiques s'autodétruiraient systématiquement avant de pouvoir se manifester à grande échelle.

Le programme SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) scrute depuis les années 1960 le ciel à la recherche de signaux radio artificiels qui trahiraient une civilisation technologique, sans succès confirmé à ce jour.

Chercher des biosignatures dans les atmosphères lointaines

Plutôt que de chercher une intelligence, la piste la plus active aujourd'hui consiste à rechercher des biosignatures : des combinaisons chimiques dans l'atmosphère d'une exoplanète qui seraient difficiles à expliquer sans processus biologique — par exemple la coexistence d'oxygène et de méthane, deux gaz qui réagissent rapidement l'un avec l'autre et doivent donc être continuellement régénérés pour rester détectables ensemble. Le télescope spatial James Webb, en analysant la lumière stellaire filtrée à travers l'atmosphère d'exoplanètes en transit, commence tout juste à sonder ces atmosphères lointaines avec une précision inédite.