Débat autour de K2-18b : existe-t-il une forme de vie qui nous est inconnue ?

L'une des plus grandes questions scientifiques est de savoir si nous sommes seuls dans l'univers. Si une vie extraterrestre existe, K2-18b serait, selon nos critères terrestres, le meilleur candidat pour abriter une forme de vie

Par Tim Sumpf
5 juin 2025 02:58 Mis à jour: 6 juin 2025 00:23

À plus de 120 années-lumière de la Terre, K2-18b tourne tranquillement dans la constellation du Lion. Bien que cette exoplanète se trouve pratiquement dans notre jardin à l’échelle galactique, les astronomes ne savent pas ce qui s’y passe. La vie extraterrestre tant recherchée existe-t-elle sur cette planète découverte en 2015 ?

En observant la planète à travers le télescope spatial James Webb en 2023, l’astronome Nikku Madhusudhan, de l’université de Cambridge, pense avoir trouvé les premières traces de vie. De plus, K2-18b orbite autour de son étoile dans la zone dite habitable. Il pourrait donc y avoir une planète propice à la vie, avec peut-être un grand océan d’eau – une idée séduisante, du moins pour certains.

Depuis lors, les astronomes débattent avec passion des preuves possibles d’une vie extraterrestre. Mais que se passerait-il si nos théories étaient incomplètes et si la définition que nous donnons à la vie dépassait largement notre imagination ?

Un monde mystérieux

Jetons d’abord un coup d’œil à ce monde étrange qui ne cesse d’enflammer les esprits des chercheurs. L’exoplanète K2-18b est la première planète du 18e système planétaire découvert en 2015 dans le cadre de la mission Kepler K2.

K2-18a est l’étoile centrale, une naine rouge, autour de laquelle l’exoplanète effectue une révolution tous les 33 jours. Une année sur cette exoplanète ne dure donc qu’environ un mois terrestre. Une deuxième planète pourrait exister dans ce système, K2-18c. Son existence reste toutefois controversée.

Cette illustration de l’University College London représente l’exoplanète K2-18b. (Crédit photo : M. Kornmesser/ESA/Hubble)

À ce jour, il n’existe aucune image détaillée de K2-18b. Il semble toutefois évident que cette exoplanète n’ait pas grand-chose en commun avec notre Terre. D’une part, avec un volume 18 fois plus important, elle est nettement plus massive et, d’autre part, sa densité n’est que de la moitié environ de celle de la Terre. La majorité des astronomes estime que K2-18b ne possède pratiquement pas de masses terrestres lourdes, mais beaucoup d’eau ou une atmosphère importante et peu dense.

D’autres possibilités sont que K2-18b soit une sorte de mini-Neptune, c’est-à-dire une naine gazeuse, ou peut-être une planète terrestre sans eau, mais avec une atmosphère massive d’hydrogène. Cependant, c’est la théorie d’un astronome anglo-indien de l’université de Cambridge qui a fait le plus sensation.

Des gaz connus sur K2-18b

Selon Nikku Madhusudhan, professeur d’astrophysique et de recherche sur les exoplanètes à l’université de Cambridge, K2-18b pourrait également être une planète hycéenne. Les planètes hycéennes sont un nouveau type d’exoplanètes situées dans la zone habitable, recouvertes d’eau et possédant une atmosphère riche en hydrogène. Les naines gazeuses et les planètes terrestres sans eau en feraient également partie. Mais il y a ici un détail particulier.

Alors que les chercheurs considèrent les naines gazeuses comme peu propices à la vie en raison de l’absence d’eau liquide, les planètes hycéennes, avec leur océan tempéré, pourraient offrir un lieu de vie idéal. Mais qu’en est-il de la composition de l’atmosphère de K2-18b ?

Apparence possible d’une planète hycéenne similaire à la Terre avec deux lunes. (Crédit photo : Lucianomendez, Wikimedia Commons | CC BY-SA 4.0)

Bien qu’aucune observation directe n’ait été possible jusqu’à présent, les astronomes peuvent néanmoins calculer ce détail, à chaque fois que des exoplanètes lointaines passent devant leur étoile centrale. La mesure est indirecte et porte sur les longueurs d’onde de la lumière émise par l’étoile. Cela est possible car chaque élément absorbe (et émet) certaines longueurs d’onde et produit des raies spectrales caractéristiques. Cela permet de tirer des conclusions sur les composants chimiques présents dans l’atmosphère d’une planète, avec une certaine marge d’erreur.

Le professeur Madhusudhan a réalisé une telle analyse sur K2-18b en 2023. Selon ses estimations, l’atmosphère contiendrait du dioxyde de carbone et du méthane, mais pas de vapeur d’eau. Ce résultat a renforcé l’idée que K2-18b serait un monde océanique, mais il ne s’agit pas d’une preuve formelle. Il est intéressant de noter que les données ont révélé un autre signal très faible.

Des traces de plancton terrestre

L’équipe du professeur Madhusudhan est arrivée à la conclusion que ce faible signal correspondait à un gaz appelé diméthylsulfure (DMS). Sur Terre, ce composé organique soufré est produit en grande quantité par le plancton et les bactéries.

L’annonce de la découverte, sur une exoplanète potentiellement habitable, de traces similaires à celles laissées sur Terre par des organismes biologiques a fait sensation. Cependant, les réactions des autres scientifiques ont été mitigées.

D’une part, le signal DMS observé était faible et la nature réelle de l’exoplanète beaucoup trop incertaine pour parler d’une vie possible. D’autre part, le DMS interfère avec le méthane et une analyse précise des deux dépasse les capacités des instruments de mesure.

Première estimation de la composition atmosphérique de K2-18b, état en 2023. (Crédit photo : NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI), Joseph Olmsted (STScI))

Afin de dissiper ces doutes, le professeur Madhusudhan s’est à nouveau intéressé à K2-18b. La deuxième caméra, qui capte une autre longueur d’onde de la lumière, a également enregistré le signal. Cette fois-ci, il était certes encore relativement faible, mais néanmoins plus fort. Le fait que le signal soit apparu dans d’autres conditions d’observation pourrait confirmer l’existence de DMS. Selon Madhusudhan, la probabilité que les mesures soient une coïncidence est de 0,3 %.

Les astronomes ont de nouveau exprimé leurs réserves. Alors que certains ne voient dans ces données aucune confirmation de l’existence du DMS, d’autres astronomes soulignent que d’autres molécules pourraient également être à l’origine de ces données.

Le professeur Madhusudhan a également pris en compte ces critiques et a approfondi ses recherches. Dans une nouvelle étude, il confirme que les molécules de sulfure de diéthyle et de méthylacrylonitrile peuvent également produire ces signatures, mais que celles-ci ne sont connues que comme produits d’organismes biologiques.

Preuve ou piste trompeuse ?

Cela signifie-t-il que K2-18b abrite la vie ? Peut-être, mais peut-être pas. À l’heure actuelle, trop d’informations importantes manquent pour pouvoir répondre à cette question avec certitude. Parmi celles-ci, la véritable structure de l’exoplanète, à savoir s’il existe un océan sous son atmosphère épaisse et si le signal correspond bien à la biosignature DMS. Et s’il s’agit bien de DMS, a-t-il été produit par des êtres vivants sur K2-18b ?

L’histoire de l’astrobiologie montre que des découvertes similaires se sont révélées infructueuses par le passé. Les échantillons martiens prélevés lors des missions Viking 1 et 2 en 1975 en sont un exemple. Dans une expérience, des chercheurs ont ajouté aux échantillons des nutriments que les microbes étaient censés digérer et transformer en dioxyde de carbone. D’autres recherches n’ont pas pu confirmer cette hypothèse, mais ont plutôt fourni des explications non biologiques pour le CO₂.

Un phénomène similaire s’est produit avec une météorite découverte en 1996 au pôle Sud qui présentait des signes supposés d’une vie extraterrestre ancienne. L’hydrocarbure et les cristaux de magnétite se sont avérés être des produits non biologiques et les petites structures rondes dans la roche n’étaient pas non plus des bactéries fossilisées.

Lorsque la météorite ALH84001 a été découverte en Antarctique, les chercheurs ont d’abord pensé avoir trouvé des bactéries fossiles. (Crédit photo : NASA)

Avons-nous négligé certaines formes de vie ?

La question de la vie pourrait également être un problème de nature théorique, car jusqu’à aujourd’hui, les scientifiques et les philosophes ne s’accordent pas sur la définition exacte du terme « vie ». À chaque nouvelle découverte de biosignatures, les chercheurs sont donc confrontés à la sempiternelle question : s’agit-il de vie ou non ?

Il est tout à fait possible que la vie extraterrestre ait une apparence complètement différente et laisse d’autres traces. La vie extraterrestre doit-elle nécessairement contenir de l’ADN et du carbone simplement parce que notre forme de vie repose sur cette biochimie ?

N’est-il pas également possible que des formes de vie extraterrestres considèrent d’autres mondes aux conditions extrêmes, tels que les profondeurs marines terrestres, comme propices à la vie ? Ces mondes sont-ils fondamentalement hostiles à la vie simplement parce que nous ne connaissons jusqu’à présent aucun être vivant capable de résister à des pressions et des températures aussi élevées ? Parallèlement, il existe sur Terre des endroits propices à la vie qui n’abritent pourtant aucune forme de vie.

Le fait est qu’avec l’état actuel de la technologie, les astronomes ne peuvent même pas détecter avec certitude la vie telle que nous la connaissons depuis la Terre. Il faudra donc encore quelques innovations dans ce domaine pour changer la donne. D’ici là, K2-18b restera un objet d’observation important pour les astronomes et peut-être saurons-nous un jour si nous sommes seuls dans l’univers.

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