2024-01-20 23:34:11
Le 19 octobre 2017, les astronomes du sondage Pan-STARRS ont détecté pour la première fois un objet interstellaire (ISO) traversant notre système solaire. L’objet, connu sous le nom de 1I/2017 U1 Oumuamua, a suscité un débat scientifique important et fait encore l’objet de controverses aujourd’hui.
Une chose sur laquelle tout le monde était d’accord était que la détection de cet objet indiquait que des ISO pénétraient régulièrement dans notre système solaire. De plus, des recherches ultérieures ont révélé que, parfois, certains de ces objets arrivent sur Terre sous forme de météorites et heurtent la surface.
Cela soulève une question très importante : si les ISO sont arrivées sur Terre depuis des milliards d’années, se pourrait-il qu’elles aient apporté avec elles les ingrédients de la vie ?
Dans un article récent, une équipe de chercheurs a examiné les implications du fait que les ISO soient responsables de la panspermie – la théorie selon laquelle les graines de la vie existent dans tout l’Univers et sont distribuées par les astéroïdes, les comètes et d’autres objets célestes.
Selon leurs résultats, les ISO pourraient potentiellement ensemencer des centaines de milliers (voire des milliards) de planètes semblables à la Terre dans toute la Voie lactée.
L’équipe était dirigée par David Cao, un étudiant senior de la Thomas Jefferson High School for Science and Technology (TJSST). Il a été rejoint par Peter Plavchan, professeur agrégé de physique et d’astronomie à l’Université George Mason (GMU) et directeur des observatoires Mason, et Michael Summers, professeur d’astrophysique et de sciences planétaires à la GMU.
Leur article, «Les implications de ‘Oumuamua sur la panspermie», a récemment été publié en ligne et est en cours de révision pour publication par l’American Astronomical Society (AAS).
Pour résumer brièvement, la panspermie est la théorie selon laquelle la vie a été introduite sur Terre par des objets du milieu interstellaire (ISM). Selon cette théorie, cette vie prendrait la forme de bactéries extrémophiles capables de survivre aux dures conditions de l’espace.
Grâce à ce processus, la vie est distribuée dans tout le cosmos à mesure que les objets traversent l’ISM jusqu’à ce qu’ils atteignent et impactent des planètes potentiellement habitables. Cela rend la panspermie sensiblement différente des théories concurrentes sur la façon dont la vie sur Terre a commencé (c’est-à-dire l’abiogenèse), dont la plus largement acceptée est l’hypothèse mondiale de l’ARN.
Cette hypothèse affirme que l’ARN a précédé l’ADN et les protéines dans l’évolution, menant finalement à la première vie sur Terre (c’est-à-dire apparue de manière indigène).
Mais comme Cao l’a dit à Universe Today par courrier électronique, la panspermie est difficile à évaluer :
«La panspermie est difficile à évaluer car elle nécessite l’intégration de nombreux facteurs différents, dont beaucoup sont libres et inconnus. Par exemple, nous devons considérer la physique derrière la panspermie (combien d’objets sont entrés en collision avec la Terre avant les premières preuves fossilisées pour la vie ?), des facteurs biologiques (les extrémophiles peuvent-ils supporter le rayonnement gamma d’une supernova ?), etc.
«En plus de chacun de ces facteurs, il y a des questions auxquelles nous n’avons pas encore de réponses, ou nous ne pouvons pas modéliser efficacement, par exemple, le nombre d’extrémophiles qui atteignent réellement la Terre même si un objet porteur de vie entre en collision avec la Terre, et la probabilité que la vie peut réellement commencer à partir des extrémophiles étrangers. La combinaison de ces facteurs, ainsi que de nombreux autres, tels que le changement du taux de formation d’étoiles et la détection récente de plusieurs planètes flottantes, rend la panspermie difficile à évaluer, et par conséquent, notre la compréhension de la plausibilité de la panspermie évolue constamment.
Vue d’artiste de l’objet interstellaire `Oumuamua, subissant un dégazage lorsqu’il quitte notre système solaire. (ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser)
La détection de ‘Oumuamua en 2017 a constitué un tournant majeur pour l’astronomie, puisque c’était la première fois qu’un ISO était observé.
Le fait qu’il ait été détecté indique que de tels objets étaient statistiquement significatifs dans l’Univers et que les ISO traversaient probablement régulièrement le système solaire (dont certains sont probablement encore ici).
Deux ans plus tard, un deuxième ISO a été détecté entrant dans le système solaire (2I/Borisov), mais cette fois-ci, sa nature n’avait aucun mystère. En s’approchant de notre Soleil, 2I/Borisov a formé une queue, indiquant qu’il s’agissait d’une comète.
Des recherches ultérieures ont montré que certains de ces objets se transforment en météorites qui impactent la surface de la Terre, et quelques-uns ont même été identifiés. Cela inclut CNEOS 2014-01-08, un météore qui s’est écrasé dans l’océan Pacifique en 2014 (et a fait l’objet d’une étude par le projet Galileo).
Comme l’explique Cao, la détection de ces visiteurs interstellaires a également des implications sur la panspermie et sur le débat en cours sur les origines de la vie sur Terre :
«Oumuamua sert de nouveau point de données pour les modèles de panspermie, car nous pouvons utiliser ses propriétés physiques, en particulier sa masse, sa taille (rayon sphérique) et la densité numérique ISM implicite, pour modéliser la densité numérique et la densité de masse des objets dans le milieu interstellaire. Ces modèles nous permettent d’estimer la densité de flux et le flux de masse des objets dans le milieu interstellaire et, avec ces modèles, nous pouvons approximer le nombre total d’objets qui ont impacté la Terre sur 0,8 milliard d’années (ce qui correspond à la période de temps hypothétique entre l’apparition de la Terre formation et les premières preuves de la vie).
«Connaître le nombre total d’événements de collision sur Terre au cours de cette période de 0,8 milliard d’années est vital pour la panspermie, car un plus grand nombre d’événements de collision avec des objets interstellaires au cours de cette période impliquerait une probabilité plus élevée de panspermie.
«En bref, les propriétés physiques de l’Oumuamua interstellaire permettent la création de modèles mathématiques qui déterminent la plausibilité de la panspermie.»
En plus des modèles mathématiques qui prennent en compte la physique derrière la panspermie – c’est-à-dire la densité numérique, la densité de masse, les événements d’impact total, etc. – Cao et ses collègues ont appliqué un modèle biologique qui décrit la taille minimale d’un objet nécessaire pour protéger les extrémophiles des événements astrophysiques ( supernovae, sursauts gamma, gros impacts d’astéroïdes, passage d’étoiles, etc.).
Ces considérations supplémentaires affectent en fin de compte le nombre d’objets qui impacteront la Terre (qui n’ont pas été stérilisés par des sources astrophysiques) et la plausibilité de la panspermie.
«Afin de déterminer la taille minimale de l’objet, nous avons appliqué divers modèles, par exemple la méthode de regroupement de sphères pour donner une estimation approximative de la distance entre un éjecta et le progéniteur de supernova le plus proche (en utilisant Orion A, un amas d’étoiles dense, comme modèle). , le rayonnement gamma qui atteint cet éjecta et le coefficient d’atténuation (la quantité de rayonnement absorbé par l’éjecta) basé sur la composition chimique la plus probable de l’éjecta (glace d’eau)», a déclaré Cao.
Sur la base de leurs modèles physiques et biologiques combinés, l’équipe a dérivé des estimations du nombre d’éjectas qui ont frappé la Terre avant l’émergence de la vie. Selon les plus anciennes preuves fossilisées trouvées en Australie occidentale (à partir de roches datant de l’Éon archéen), les premières formes de vie sont apparues vers . Il y a 3,5 milliards d’années. Cao a dit :
«Nous concluons que la probabilité maximale que la panspermie ait déclenché la vie sur Terre est de l’ordre de grandeur de 10-5, soit 0,001 pour cent. Bien que cette probabilité semble faible, dans les conditions les plus optimistes, il existe potentiellement 4 × 109 exoplanètes au total dans la zone habitable. notre Galaxie, ce qui pourrait indiquer un total de 104 mondes habitables abritant la vie.
«De plus, nous avons limité notre analyse aux 0,8 milliards d’années de l’histoire de la Terre avant les premières preuves fossilisées de la vie, mais parce que la vie peut être semée à tout moment dans la vie d’une planète et que les planètes ont une durée de vie habitable beaucoup plus longue (jusqu’à 5 ans). -10 milliards d’années), nous avons augmenté d’un ordre de grandeur notre estimation du nombre total de mondes habitables abritant la vie dans notre Galaxie.»
À partir de là, Cao et ses collègues ont obtenu un résultat final d’environ 105 planètes habitables qui pourraient abriter la vie dans notre galaxie. Cependant, ces estimations sont basées sur les projections les plus optimistes concernant l’habitabilité planétaire.
En d’autres termes, cela suppose que toutes les planètes rocheuses de la taille de la Terre en orbite dans des zones habitables sont capables de supporter la vie, ce qui signifie qu’elles ont une atmosphère épaisse, des champs magnétiques, de l’eau liquide à leur surface et que tous les éjectas porteurs de vie qui survivent en entrant dans notre atmosphère sont capable de déposer des microbes à la surface.
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Comme l’a résumé Cao, leurs résultats ne prouvent pas la panspermie ni ne règlent le débat sur les origines de la vie ici sur Terre. Néanmoins, ils fournissent des informations précieuses et des contraintes sur la possibilité que la vie soit venue ici via des objets comme ‘Oumuamua.
Quoi qu’il en soit, ces découvertes auront probablement des implications significatives pour l’astrobiologie, qui devient un domaine de plus en plus diversifié :
«Nous intégrons la physique, la biologie et la chimie dans l’étude de la panspermie en tant qu’origine de la vie, et il est rare d’avoir un éventail de sujets aussi diversifié dans un même domaine de recherche. Je pense que l’astrobiologie a tendance à devenir plus interdisciplinaire, ce qui, à mon avis, est une tendance positive car elle permettrait aux experts de tous horizons de faire progresser l’astrobiologie.
«Nos recherches pourraient contribuer à cette tendance. En ce qui concerne nos découvertes sur la panspermie, la probabilité que la panspermie ait déclenché la vie sur Terre est peu probable, mais le nombre de planètes en zone habitable hébergeant la vie dans notre Galaxie est considérablement plus grand.
«De futures études d’astrobiologie pourraient utiliser ces résultats pour s’appuyer sur nos recherches sur la panspermie. Cependant, nous n’incorporons ni ne connaissons même tous les facteurs susceptibles d’affecter la plausibilité de la panspermie.
«Je crois que nos résultats ouvrent de nouvelles pistes de recherche sur lesquelles les futures études sur la panspermie pourront s’appuyer en mettant à jour nos modèles ou en incorporant des facteurs supplémentaires.
«Un domaine d’étude potentiel si nous trouvons des preuves de vie sur d’autres mondes dans le futur, que ce soit dans notre système solaire ou via des biosignatures dans les atmosphères d’exoplanètes, serait d’envisager des tests expérimentaux et observationnels pour distinguer la vie arrivée par le mécanisme de la panspermie ou vie qui a évolué et est apparue indépendamment.
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