Comment trouver la vie sur les exoTerres ?
L’infrarouge, un domaine spectral privilégié pour rechercher des traces de vie:
Comment se présente le spectre d’une exoplanète? Nous avons vu qu’il comporte deux parties : à basse longueur d’onde, dans l’ultraviolet, le visible et l’infrarouge proche, le rayonnement de l’exoplanète est le flux réfléchi par son étoile. Les signatures spectrales caractéristiques de l’atmosphère ou de la surface planétaire y apparaissent à des longueurs d’onde bien caractéristiques. Ainsi, l’eau, le gaz carbonique et le méthane ont de fortes signatures spectrales dans ce domaine. A plus grande longueur d’onde, dans l’infrarouge moyen et lointain, la planète émet son rayonnement propre, caractéristique de sa température propre. Ainsi une exoTerre située à 1 UA de son étoile (supposée de type solaire) a une température d’environ 270 K, et le maximum de son rayonnement apparaît aux environs de 10 um.
Si l’on veut observer le spectre d’une exoTerre, il est donc préférable d’observer son rayonnement dans l’infrarouge moyen, entre 5 et 30 um. Quelles sont les molécules que l’on peut identifier dans ce domaine? L’eau H20 à 6 um et au-delà de 20 um, le gaz carbonique C02 à 15 pm, le méthane CH4 à 7,7 um, l’ammoniac NH3 à 10 um… mais aussi l’ozone O3, dont nous avons vu tout l’intérêt: cette molécule présente en effet une forte signature à 9,7 um.
Il est intéressant de comparer les spectres infrarouges de nos trois planètes telluriques munies d’une atmosphère, Vénus, la Terre et Mars. Dans le cas de Vénus, le rayonnement thermique est émis par le nuage d’acide sulfurique qui recouvre la planète au niveau de pression d’un bar environ. Les trois spectres présentent la signature de C02, très intense à 15 um. L’eau est très nettement visible dans le spectre de la Terre, de même que la forte signature de l’ozone. Le méthane, en revanche, n’est pas visible à 7,7 um car il est caché dans la signature de l’eau. Un observateur extérieur serait en mesure de conclure à la présence d’oxygène moléculaire en abondance. Serait-elle synonyme de l’apparition de la vie ? On ne peut l’affirmer avec certitude, mais cette éventualité présenterait une sérieuse probabilité.
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