Vénus, l’étoile du soir, peut briller joliment dans notre ciel nocturne, mais de près, elle est aussi inhospitalière qu’une planète rocheuse peut l’être, avec des pluies d’acide sulfurique, une atmosphère de CO2 suffocante et une pression atmosphérique en surface jusqu’à 100 fois supérieure à celle de la Terre.
D’après notre compréhension de la vie sur Terre, Vénus serait l’un des derniers endroits du système solaire où l’on chercherait des créatures vivantes. Mais une équipe internationale de scientifiques vient de faire une détection qui pourrait – seulement peut-être – être une biosignature.
À l’inverse, il pourrait s’agir du signe d’un processus chimique abiotique que nous ne connaissons pas encore. Ou encore, un processus géologique mal compris pourrait se produire sur Vénus. Quoi qu’il en soit, cette découverte est le signe avant-coureur d’une sacrée expérience d’apprentissage.
Tout en haut de ces épais nuages, où les conditions sont plus tempérées et moins écrasantes (voire moins toxiques) qu’à la surface, les chercheurs ont détecté des traces de gaz phosphine, un composé produit ici sur Terre par des processus biotiques et abiotiques.
Selon les chercheurs, les processus abiotiques connus sont peu susceptibles d’avoir produit les abondances de phosphine – environ 20 parties par milliard (ppb) – trouvées dans les nuages vénusiens.
L’équipe a détecté la signature spectrale unique de la phosphine à l’aide de deux instruments différents à des moments différents – le télescope James Clerk Maxwell en 2017 et l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array en 2019.
“J’ai été stupéfaite, franchement”, a déclaré à ScienceAlert l’auteur principal de l’étude et astrobiologiste Jane Greaves de l’Université de Cardiff.
“[Cette abondance] suggère que les organismes – s’ils fonctionnent comme ils le font sur Terre – pourraient être une source suffisante. Ils pourraient n’être qu’à 10 % du pic d’efficacité de la production de phosphine que nous observons chez les organismes terrestres, et ils produiraient l’abondance que nous voyons sur Vénus.”
Ce qui a rendu la détection encore plus intrigante, ce sont ces nuages vénusiens acides, qui seraient susceptibles de détruire très rapidement la phosphine. Deux détections à près de deux ans d’intervalle suggèrent que ce qui produit le composé est en cours.
L’étape suivante de la recherche a consisté à étudier de manière exhaustive tous les autres processus connus susceptibles de produire de la phosphine.
Sur Saturne et Jupiter, la phosphine – formée d’un atome de phosphore et de trois atomes d’hydrogène – a été détectée en quantités assez importantes ; elle se forme dans les intérieurs chauds et à haute pression des géantes gazeuses et est rejetée à la surface par convection.
Mais malgré la chaleur et la pression qui règnent à sa surface, Vénus ne semble pas en mesure d’atteindre les conditions de formation de la phosphine que l’on trouve dans les géantes gazeuses locales.
D’autres processus, tels que la foudre frappant un endroit phosphoré ou des micrométéorites phosphorées, pourraient produire de la phosphine atmosphérique, mais l’équipe a également écarté ces mécanismes – ils ne sont tout simplement pas assez répandus sur Vénus pour produire 20 ppb de phosphine.
Sur Terre, la phosphine a été trouvée en abondance dans les écosystèmes anaérobies (pauvres en oxygène). On la trouve dans les marécages et les boues, où les microbes anaérobies prospèrent. On en trouve dans les intestins et les pets. D’une manière ou d’une autre, les microorganismes anaérobies produisent de la phosphine. Et les nuages de Vénus sont anaérobies.
Le mois dernier, une équipe de scientifiques – dont certains ont participé à cette nouvelle découverte – a étudié et jugé plausible la possibilité d’une communauté de microbes flottant en permanence dans les nuages de Vénus, exactement dans la zone tempérée où Greaves et son équipe ont trouvé de la phosphine. Cette découverte est donc certainement une perspective alléchante.
Mais la présence de la vie est loin d’être la seule explication possible. Un processus de production de phosphine sur Terre est l’activité volcanique. Et si l’équipe l’a exclu, estimant que l’activité volcanique est insuffisante et citant un article de 2015, des recherches menées plus tôt cette année suggèrent que Vénus pourrait être plus active sur le plan volcanique qu’on ne le pensait.
“Sur Terre, nous avons effectivement du gaz phosphine qui provient de sources volcaniques”, a déclaré à ScienceAlert la scientifique planétaire Helen Maynard-Casely, de l’Organisation australienne des sciences et technologies nucléaires. Maynard-Casely n’a pas participé à cette recherche.
“Cette hypothèse est écartée dans cet article, car ils estiment que la quantité de phosphine observée ne pourrait pas être soutenue par les volcans seuls. Je trouve cela un peu surprenant, car il existe d’abondantes preuves de l’activité volcanique sur Vénus, bien plus que sur Terre, et nous avons en outre beaucoup moins d’idées sur la composition de la surface de Vénus.”
L’équipe de Greaves prend également soin de souligner qu’un processus chimique inconnu pourrait être à l’origine de la synthèse de la phosphine sur Vénus. Étant donné les défis que représente l’étude de la planète de près – Vénus a fait frire plus d’un atterrisseur, aucun n’ayant survécu plus de quelques heures – nous ne comprenons pas bien du tout sa surface, donc une chimie ou une géologie inconnue est une forte possibilité.
“Cela pourrait suggérer tout un réseau de réactions que nous n’avions pas découvert auparavant, ou une abondance, par exemple, de minéraux phosphorés très différente de celle de la Terre”, a déclaré Greaves à ScienceAlert.
Quelle que soit la signature phosphine dans l’atmosphère de Vénus, trouver la réponse va nous apprendre quelque chose de nouveau – que ce soit sur la chimie, le phosphore et les processus qui créent la phosphine… ou sur la ténacité de la vie elle-même.
“Une grande partie de la recherche de la biologie ailleurs que sur notre propre Terre est centrée sur la découverte d’un endroit où la biologie telle que nous la connaissons sur Terre peut survivre. C’est la raison pour laquelle les lunes de Jupiter, Europe et Ganymède, sont considérées comme des endroits potentiels pour accueillir une activité biologique, car on pense qu’elles ont toutes deux des océans sous leurs surfaces glacées qui seraient riches en minéraux et à l’abri du climat visqueux de l’espace, un peu comme nos propres océans”, a déclaré Maynard-Casely.
“Si nous avons trouvé des preuves de la présence de la biologie dans un endroit où rien sur Terre ne pourrait survivre, alors cela ouvre vraiment la porte à une multitude d’activités biologiques, peut-être dans tout le système solaire.”
Les prochaines étapes de la résolution de ce mystère pourraient toutefois être plus faciles à dire qu’à faire. Nous pouvons faire plus d’observations en utilisant de puissants télescopes. Mais nous aurons peut-être besoin d’observations plus rapprochées, soit à partir d’une sonde en orbite, dont une seule, Akatsuki de la JAXA, est actuellement opérationnelle, soit – ce qui est beaucoup plus difficile – à partir d’un atterrisseur.
Plusieurs propositions de missions vers Vénus sont en cours d’élaboration, mais il s’écoule souvent beaucoup de temps entre la proposition et la réalisation.
En attendant, la modélisation et l’expérimentation pourraient commencer à réduire les possibilités.
“Il est très difficile de prouver une négation. Maintenant, les astronomes vont penser à toutes les façons de justifier la phosphine sans vie, et je m’en réjouis”, a déclaré l’astrophysicienne moléculaire Clara Sousa-Silva du MIT.
“S’il vous plaît, faites-le, car nous sommes au bout de nos possibilités pour montrer les processus abiotiques qui peuvent fabriquer de la phosphine”
La recherche a été publiée dans Nature Astronomy.