La vie sur Titan peut signaler le début de la vie dans l'univers

La plus grande lune de Saturne, Titan , a une température de surface de 94 degrés Kelvin au-dessus du zéro absolu, soit environ un tiers de celle de la Terre. Titan est situé 9,5 fois plus loin que la séparation Terre-Soleil et la température de surface des objets du système solaire diminue à peu près comme la racine carrée de leur distance au Soleil.

Par coïncidence, 94 degrés était la température du fond diffus cosmologique environ cent millions d'années après le Big Bang lorsque la première génération d'étoiles s'est formée, comme décrit dans mon livre de 2010 . Un objet comme Titan formé à partir de gaz enrichi en éléments lourds issus des premières supernovae , aurait eu cette température de surface quelle que soit sa distance à une étoile. Comme je l'ai écrit dans un nouvel article , le bain de rayonnement cosmique aurait gardé l'objet au chaud pendant des dizaines de millions d'années, suffisamment longtemps pour que des formes de vie primitives émergent dessus.

Cette coïncidence des températures soulève la possibilité fascinante de tester comment la vie précoce aurait pu apparaître dans l'Univers en étudiant Titan. En d'autres termes, la question de savoir si Titan héberge la vie a des implications cosmiques. Cela pourrait démêler les racines de Life in the Cosmos , le titre du livre que j'ai publié l'année dernière avec mon ancien postdoctorant, Manasvi Lingam.

Dans le système solaire, Titan est le seul objet en plus de la Terre qui a des rivières, des lacs et des mers à sa surface, ainsi qu'un cycle de liquides de méthane et d'éthane pleuvant des nuages, traversant sa surface et s'évaporant dans l'atmosphère, de la même manière que Cycle de l'eau de la Terre. On pense également que Titan possède un océan d'eau souterrain. Son atmosphère est principalement composée d'azote comme celle de la Terre, mais avec une contribution de 5 % de méthane. Le paysage de Titan est couvert de dunes sombres de grains d'hydrocarbures, ressemblant à du marc de café, principalement autour des régions équatoriales.

Les mesures de gravité effectuées par le vaisseau spatial Cassini de la NASA ont révélé que Titan possède un océan souterrain d'eau liquide, probablement mélangée à des sels et de l'ammoniac. Les signaux radio détectés par la sonde Huygens de l'ESA en 2005 suggéraient fortement la présence d'un océan de 55 à 80 kilomètres sous la surface glacée, permettant la chimie de la vie telle que nous la connaissons . De plus, les rivières, les lacs et les mers de méthane et d'éthane liquides de Titan pourraient servir de base à la chimie de la vie telle que nous ne la connaissons pas à la surface de la lune.

On ne sait pas si les conditions physiques sur Titan ont donné naissance à ces formes de vie. La prise de conscience que l'atmosphère de Titan est riche en composés organiques a conduit à la spéculation que des précurseurs chimiques de la vie pourraient y avoir été générés.

En juin 2010, des articles analysant les données de la mission Cassini-Huygens ont signalé des anomalies dans l'atmosphère près de la surface qui pourraient être compatibles avec la présence d'une forme de vie exotique d'organismes consommateurs de méthane, mais qui pourraient également être dues à des agents chimiques ou météorologiques non vivants. processus.

L' expérience Miller-Urey et ses suivis ont montré que l'irradiation UV de l'atmosphère de Titan peut générer des molécules complexes et des substances polymères comme les tholins . La réaction commence par la dissociation de l'azote et du méthane, formant du cyanure d'hydrogène et de l'acétylène .

Après avoir appliqué de l'énergie à une combinaison de gaz comme ceux de l'atmosphère de Titan, la scientifique planétaire Sarah Hörst a détecté dans son laboratoire en 2010 les cinq bases nucléotidiques qui composent l'ADN et l'ARN , ainsi que les acides aminés - les éléments constitutifs des protéines , parmi les nombreux composés produits. En 2013, la NASA a signalé que des produits chimiques organiques complexes pourraient survenir sur Titan sur la base d'études simulant l' atmosphère de Titan. Quelques mois plus tard, un article rapportait la détection d' hydrocarbures aromatiques polycycliques(HAP) dans la haute atmosphère de Titan.

En 2015, un modèle de membrane cellulaire hypothétique capable de fonctionner dans le méthane liquide a été modélisé. La base chimique proposée pour ces membranes est l'acrylonitrile , qui a été détecté dans l'atmosphère de Titan par Cassini et ALMA . Malheureusement, la mission Cassini-Huygens n'était pas équipée pour rechercher des biosignatures ou des composés organiques complexes

Espérons que les futures sondes spatiales révéleront si Titan héberge la vie dans ses corps liquides de méthane, d'éthane, d'eau et d'ammoniac. Trouver de la vie sur Titan révélerait non seulement que nous ne sommes pas seuls, mais aussi que nous sommes peut-être relativement en retard à la fête. Le cosmos a peut-être été grouillant de vie après la formation des premières étoiles.

Rétrospectivement, une telle découverte serait embarrassante pour la plupart des cosmologistes qui ont traité l'Univers comme sans vie pendant plus d'un siècle, tout en concentrant leur attention sur des objets morts comme les étoiles, les trous noirs et les halos de matière noire. En réalité, l'Univers a peut-être été plein de vie à partir de la première génération d'objets de type Titan, environ cent millions d'années après le Big Bang. Notre voisin cosmique, Titan, sera peut-être le premier à nous révéler ce secret cosmique.

A PROPOS DE L'AUTEUR

Avi Loeb est à la tête du projet Galileo, directeur fondateur de l'Université de Harvard - Black Hole Initiative, directeur de l'Institut de théorie et de calcul du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et ancien président du département d'astronomie de l'Université de Harvard (2011 –2020). Il préside le conseil consultatif du projet Breakthrough Starshot et est un ancien membre du Conseil consultatif du président sur la science et la technologie et un ancien président du Conseil de physique et d'astronomie des académies nationales. Il est l'auteur à succès de « Extraterrestre : le premier signe de vie intelligente au-delà de la Terre » et co-auteur du manuel « La vie dans le cosmos », tous deux publiés en 2021. Son nouveau livre, intitulé « Interstellar », dont la publication est prévue en août 2023.