Si jamais l’humanité doit trouver de la vie sur une autre planète du système solaire, il est probablement préférable de savoir où chercher. De nombreux scientifiques ont passé de très nombreuses heures à réfléchir précisément à cette question, et beaucoup ont trouvé des justifications pour soutenir qu’un endroit particulier du système solaire est le plus susceptible de contenir la vie telle que nous la connaissons. Grâce à une équipe dirigée par Dimitra Atri de NYU Abu Dhabi, nous avons maintenant une méthodologie pour les classer.
La méthodologie, publiée dans un récent article préimprimé sur arXiv, se concentre sur une nouvelle variable – l’indice d’habitabilité microbienne (MHI). MHI est destiné à mesurer à quel point un environnement spécifique est habitable pour les différents types d’extrêmophiles trouvés dans des endroits extrêmes ici sur Terre.
Comme pour de nombreux grands défis d’ingénierie, les auteurs ont décomposé le processus de développement d’un MHI efficace en une série d’étapes. Premièrement, ils ont défini une série de six variables environnementales qui peuvent affecter l’habitabilité d’un environnement particulier pour la vie. Ils ont ensuite défini six types d’environnements qui sont généralement supposés exister sur de nombreux mondes potentiellement habitables. Ils ont ensuite choisi sept de ces mondes habitables et collecté toutes les données possibles sur les facteurs environnementaux pour chaque type d’environnement sur chaque monde potentiellement habitable.
Avec ces données, ils ont comparé les valeurs trouvées dans ces environnements aux valeurs dans lesquelles les extrêmophiles peuvent vivre. Les résultats ne sont pas particulièrement surprenants pour quiconque s’intéresse à l’astrobiologie du système solaire, mais des données quantifiables les confirment. Il semble qu’Europe, Mars et Encelade soient les candidats les plus susceptibles de trouver une vie bactérienne.
Cependant, pour arriver à cette conclusion, il a fallu beaucoup de collecte et de quantification de données. Tout d’abord, l’équipe devait définir quels facteurs environnementaux étaient les plus importants pour l’habitabilité potentielle de la vie. Ils se sont arrêtés sur six : température, pression, rayonnement UV, rayonnement ionisant, pH et salinité. La vie ne peut survivre que dans une bande étroite de ces valeurs, et elles servent de base raisonnable pour commencer à réfléchir aux caractéristiques environnementales nécessaires pour soutenir la vie.
Heureusement, les scientifiques ont également recueilli des données sur les formes de vie qui prospèrent dans les extrêmes de chacun de ces six facteurs. À partir de Serpentinomonas sp. B1 qui peuvent survivre à des pH aussi élevés que 12,5 à Thermococcus piezophilus CDGS qui peuvent résister à des pressions allant jusqu’à 125 MPa, les extrêmophiles de la Terre donnent une bonne indication de ce à quoi la vie pourrait être capable de faire face sur d’autres planètes. En utilisant les hauts et les bas des facteurs qu’ils ont sélectionnés, les scientifiques ont pu déterminer les limites d’un environnement qui devrait se conformer pour soutenir la vie telle que nous la connaissons.
Ces environnements étaient les prochaines choses sur lesquelles les scientifiques ont tourné leur attention. Ils ont dressé une liste de six environnements potentiellement biologiquement intéressants qui abritaient la vie sur Terre, puis ont défini les gammes des six facteurs environnementaux dans chacun de ces environnements sur Terre. La liste comprenait les pôles glacés, le continent de surface, le continent souterrain, les glaces souterraines, l’océan ambiant, le fond océanique profond et les cheminées hydrothermales. Chacun de ces environnements sur Terre abrite la vie sous une forme ou une autre, de sorte que les auteurs postulent qu’ils pourraient également le faire dans un autre monde.
Pour trouver les endroits les plus habitables du système solaire, les chercheurs ont parcouru la liste des mondes du système solaire. Ils ont éliminé la plupart en fonction d’une valeur aberrante dans un ou plusieurs des facteurs environnementaux qu’ils avaient définis comme essentiels à la vie biologique. À la fin de leurs éliminations, cependant, il leur restait sept mondes potentiellement habitables : Mars, Europe, Encelade, Titan, Ganymède, Callisto et (quelque peu surprenant) Pluton.
Après avoir éliminé toutes les sélections, les auteurs sont passés à la phase de collecte des données. Ils ont collecté autant de données qu’ils ont pu trouver sur chaque moment de l’environnement qui avait été trouvé sur chacun des mondes. Cependant, tous les mondes ne sont pas dotés de chacun de ces environnements. Par exemple, Mars n’a pas d’évents hydrothermaux à notre connaissance. Cependant, cela ne signifie pas que d’autres environnements sur la planète rouge ne feraient pas de bons candidats pour l’astrobiologie.
Après avoir collecté les données qu’ils pouvaient, ils ont comparé ces données à la gamme définie par la capacité d’un microbe à résister aux gammes de facteurs environnementaux auxquels il serait soumis dans un environnement donné et, ce faisant, ont proposé le MHI. La meilleure façon de résumer le résultat de leurs calculs consiste à utiliser un tableau indiquant le nombre de facteurs environnementaux qui relèvent de la gamme habitable des extrêmophiles pour chacun des six environnements sélectionnés dans le cadre de l’étude. Le tableau est reproduit ci-dessous.
Crédit – Arti et al.
Le dénominateur dans chacune des entrées indique le nombre de facteurs environnementaux sur lesquels les chercheurs ont pu trouver des données. Si le nombre est inférieur à six, les chercheurs n’ont pas pu trouver de données sur un ou plusieurs des facteurs. Le numérateur de chaque fraction est le nombre de ces facteurs environnementaux qui se situent dans les limites de l’habitabilité environnementale pour chacun. Ainsi, par exemple, la valeur 1/4 dans la ligne Subsurface Ice de la colonne Titan signifie qu’il y avait des points de données disponibles pour quatre des six facteurs environnementaux et que l’un de ces facteurs environnementaux se situait dans les limites fixées par le minimum et le maximum. des conditions de vie des extrêmophiles.
Le graphique indique clairement que l’endroit le plus probable où la vie pourrait exister dans le système solaire est le système de ventilation hydrothermale d’Enceladeus, qui obtient un score de cinq sur cinq sur les facteurs environnementaux potentiels – il manque des données sur la radioactivité ionisante. Mais la lune glacée n’est pas la seule en tête de liste potentiellement habitable. Mars et Europe abritent toutes deux des environnements qui pourraient être habitables, bien que les autres candidats de la liste semblent moins hospitaliers.
En fin de compte, il y a une série de missions qui seront axées sur la recherche de toute vie microbienne qui pourrait exister à plusieurs de ces endroits, y compris la mission Europa Clipper et la mission Mars Sample Return. Cet article fournit encore une autre raison pour laquelle Encelade devrait avoir sa propre mission en cours. Mais pour l’instant, disposer du cadre qui permet aux chercheurs et aux ingénieurs de concentrer leurs efforts sur les endroits les plus susceptibles de trouver l’une des découvertes les plus recherchées de l’histoire de l’humanité aidera à concentrer leurs efforts. Peut-être qu’il en sortira quelque chose à long terme.
Apprendre encore plus:
Atri et al. – Évaluation de l’habitabilité microbienne sur les cibles du système solaire
UT – L’intérieur d’Encelade a l’air vraiment génial pour soutenir la vie
UT – S’il y a des panaches d’eau sur Europe, voici comment Europa Clipper les étudiera
UT – La NASA et HeroX externalisent la recherche de la vie sur Mars
Image principale :
Image d’Europe.
Crédit – NASA / JPL