Une biosignature est un processus chimique ou physique qui peut être détecté à distance et indique la présence d’organismes vivants dans une région particulière. Le concept est souvent utilisé dans le domaine de l’astrobiologie, qui est une branche de la biologie qui recherche la vie en dehors des environnements terrestres, aériens et marins de la Terre. La recherche d’un biomarqueur pour indiquer l’existence passée ou présente de la vie sur la planète Mars a attiré de plus en plus l’attention en astrobiologie depuis que les missions américaines Viking I et II y ont été envoyées pour rechercher la vie du milieu des années 1970 au début des années 1980, et des sondes vers d’autres régions du système solaire ont poursuivi la recherche. Le champ a commencé à s’élargir à partir de 2011, cependant, en raison du fait que des dizaines de planètes extrasolaires ont été découvertes en dehors du système solaire terrestre. Une petite minorité de ces planètes sont théorisées comme ayant une taille et une structure semblables à celles de la Terre, et elles peuvent avoir une astrochimie de biosignature qui indique une capacité à soutenir la vie.
La compréhension des conditions nécessaires à l’habitabilité planétaire par au moins les formes de vie primitives telles que les bactéries a évolué au cours des 20e et 21e siècles. En effet, la science a découvert la biosignature d’organismes sur Terre dans des régions telles que les évents volcaniques sous-marins profonds qui étaient auparavant considérés comme complètement inhospitaliers pour toutes les formes de vie. La rusticité de ces organismes à vivre dans des conditions d’absence de lumière et d’oxygène, et sous des niveaux extrêmes de température et de pression, suggère que la biosignature pour la vie sur d’autres mondes peut être plus large qu’on ne le supposait auparavant.
La présence d’eau liquide est toujours considérée comme essentielle pour que toute vie existe en dehors des confins de la Terre. Alors que l’eau liquide était autrefois considérée comme rare dans le système solaire et n’existait que sur Terre elle-même, cette vision a changé au 21e siècle. Europa et Callisto, les lunes de la planète Jupiter, peuvent posséder des océans d’eau liquide sous la surface, et Encelade, qui est une lune de Saturne, est maintenant connue pour avoir des volcans à base d’eau qui peuvent également abriter des organismes vivants de base. L’atterrisseur américain Phoenix Mars Lander a également trouvé des preuves de glace à base d’eau dans une région éloignée des calottes polaires de Mars en 2008, ce qui peut indiquer une biosignature pour une activité bactérienne qui existait autrefois ou existe encore à peine sous la surface de la planète rouge.
La détection d’un bioindicateur pour les mondes lointains est plus difficile pour la science actuelle à partir de 2011, car trouver les mondes eux-mêmes est un défi. L’objectif de la recherche peut commencer par réduire l’éventail des systèmes stellaires à ceux des naines rouges. Ce sont à la fois les types d’étoiles les plus courants, représentant environ 75% de toutes les étoiles de la Voie lactée, et le type le plus susceptible de posséder des systèmes planétaires qui peuvent être habitables en raison de leur âge et de leur présence dans la séquence principale d’étoiles de la galaxie. .
Les étoiles naines de classe M sont en moyenne nettement plus petites et plus froides que le Soleil de la Terre, de sorte que les planètes en orbite auraient besoin d’atmosphères épaisses pour capter plus de lumière de leurs soleils parents que la Terre. La probabilité suggère que, si la vie existe en dehors de la Terre, elle se trouverait plus probablement sur des planètes autour des naines rouges qu’ailleurs. Les classes d’étoiles telles que F, G et K, qui sont plus chaudes et plus brillantes que le Soleil, sont également relativement rares par rapport aux naines rouges, de sorte que la recherche se concentre sur l’examen des régions stellaires de classe M pour les planètes avec une activité de biosignature.
Certains gaz individuellement ou ensemble constitueraient une biosignature claire de la présence de formes de vie potentielles. Ces gaz auraient également une durée de vie plus longue dans les atmosphères des planètes en orbite autour de naines rouges, et plus faciles à détecter que dans les planètes en orbite autour d’étoiles plus chaudes. Ces composés biosignatures comprennent le méthane – CH4, l’oxyde nitreux – N2O, le chlorométhane – CH3Cl et l’ozone sous forme d’O2 ou d’O3.
La détection d’organismes sur Terre vivant dans des environnements sulfureux à proximité de cheminées volcaniques a également suggéré que la vie pourrait prospérer sur des planètes anoxiques qui sont pauvres en oxygène ou entièrement dépourvues d’oxygène. Les composés organiques soufrés seraient donc également un indicateur fort de la vie s’ils étaient détectés dans des atmosphères extraterrestres, notamment le méthanethiol — CH3SH, et le sulfure de carbone — CS2. La présence de composés à base de soufre refléterait les théories de la biosignature sur les débuts de la vie sur Terre qui existaient avant que l’oxygène ne soit répandu et qui était une condition de vie dominante sur Terre pendant au moins 1,500,000,000 XNUMX XNUMX XNUMX d’années.