Une des nombreuses fois Lisa KalteneggerLe rêve de s'est rapproché un peu plus de la réalité par un froid matin d'avril il y a dix ans lors d'une conférence sur l'astronomie. Elle serrait dans ses bras ce qu'elle se souvient être une tasse de café terrible, juste horrible, non pas parce qu'elle allait en boire plus, mais parce qu'elle avait fait la queue et qu'elle était chaude dans ses mains. Puis Bill Borucki a viré dans sa direction.

Elle se prépara à lui dire d'éviter le café. Mais Borucki, chef de la mission Kepler de la NASA, un télescope spatial conçu pour chasser les planètes en orbite autour d'autres étoiles (ou «exoplanètes»), avait autre chose à discuter. Kepler avait entrevu ses deux premières exoplanètes de la taille de la Terre avec une chance décente d'avoir de l'eau liquide à leur surface. C'était le genre de nouveaux mondes étranges que tout le monde à la conférence - et peut-être la plupart de la race humaine - avait imaginé au moins une fois. Kaltenegger confirmerait-il que les planètes pourraient être habitables ?

Kaltenegger, à l'époque astrophysicien à l'Institut Max Planck d'astronomie de Heidelberg, en Allemagne, a commencé à exécuter de nouveaux modèles climatiques avant la fin de la conférence, incorporant des faits de base comme les diamètres des planètes et la lueur tiède de leur étoile. Sa réponse ultime : un oui mitigé. Les planètes pourraient convenir à la vie, ou du moins à l'eau liquide ; ils pourraient même être des mondes aquatiques, enfermés dans des océans sans fin sans qu'un seul affleurement rocheux ne dépasse des vagues. La mise en garde était qu'elle aurait besoin d'observations plus avancées pour être sûre.

Kaltenegger est depuis devenu peut-être le leader mondial de la modélisation informatique de mondes potentiellement habitables. En 2019, lorsqu'un autre vaisseau spatial de la NASA à la recherche d'exoplanètes appelé TESS a trouvé le sien premiers mondes rocheux et tempérés, elle a de nouveau été appelée à jouer le rôle d'inspectrice de l'habitat cosmique. Plus récemment, l'enquête SPECULOOS basée en Belgique l'a sollicitée pour comprendre une nouvelle planète de la taille de la Terre surnommé SPECULOOS-2c qui est précairement proche de son étoile. Elle et ses collègues ont effectué une analyse, téléchargée en tant que une préimpression en septembre, montrant que l'eau de SPECULOOS-2c pourrait être en train de s'évaporer comme la vapeur d'un sauna, comme toutes les mers de Vénus l'ont fait il y a longtemps et comme les océans de la Terre commenceront à le faire dans un demi-milliard d'années. Les observations au télescope devraient être en mesure de dire d'ici quelques années si cela se produit, ce qui aidera à révéler l'avenir de notre propre planète et à délimiter davantage la distinction tranchante entre les mondes hostiles et habitables à travers la galaxie.

En simulant des ersatz de Terre et des visions plus spéculatives de planètes vivantes, Kaltenegger exploite la vie et la géologie bizarres trouvées sur Terre pour développer un ensemble plus systématique d'attentes sur ce qui pourrait être possible ailleurs. "J'essaie de faire les fondamentaux", m'a-t-elle dit lors d'une récente visite à l'Université Cornell, où elle dirige un institut nommé en l'honneur de Carl Sagan, un autre astronome charismatique basé à Ithaque avec de grandes idées pour mettre fin au séjour solitaire de l'humanité dans le cosmos.

Sa quête primordiale - la recherche de la vie extraterrestre - entre dans une phase sans précédent. Sauf l'arrivée soudaine de quelque chose comme une émission de radio extraterrestre, la plupart des astronomes pensent que notre meilleure chance à court terme de rencontrer d'autres formes de vie dans le cosmos est de détecter des gaz biosignatures - des gaz qui ne peuvent provenir que de la vie - flottant dans l'atmosphère des exoplanètes. Le type de mesure à distance nécessaire pour effectuer ce type de détection a mis à rude épreuve les capacités des observatoires les plus avancés de l'humanité. Mais avec le télescope spatial James Webb (JWST) maintenant dans ses premiers mois d'observations, une telle découverte est devenue possible.

Au cours des prochaines années, l'énorme télescope spatial scrutera de près une poignée de mondes rocheux considérés comme les plus susceptibles d'être habitables, y compris probablement le nouveau SPECULOOS-2c. Au minimum, les études du JWST devraient discerner si ces planètes ont des atmosphères ; ils pourraient également montrer que certains ruissellent d'eau liquide. De manière plus optimiste – si les biosphères fleurissent facilement à partir de mondes semblables à la Terre – le télescope peut détecter des rapports impairs de, disons, dioxyde de carbone, oxygène et méthane sur l'une de ces planètes. Les astronomes pourraient alors être fortement tentés d'attribuer la concoction à la présence d'un écosystème extraterrestre.

Pour trouver des biosignatures, Kaltenegger et un petit groupe de ses pairs devront tirer la certitude d'un nombre extrêmement faible de photons. Non seulement les signaux atmosphériques qu'ils recherchent seront faibles, mais elle et ses collègues doivent modéliser l'interaction possible de la lumière des étoiles, de la roche et de l'air sur une planète avec suffisamment de précision pour être sûr que rien d'autre que la vie ne pourrait expliquer la présence d'un gaz atmosphérique particulier. Toute analyse de ce type doit naviguer entre un Scylla et Charybde, en évitant à la fois les faux négatifs – la vie était là mais vous l'avez manquée – et les faux positifs qui trouvent la vie là où il n'y en a pas.

Se tromper entraîne des conséquences. Contrairement à la plupart des efforts scientifiques, la recherche de signes de vie extraterrestre se déroule sous un projecteur inévitable, et dans un écosystème d'information turbocompressé où tout scientifique criant "Vie!" déforme le tissu du financement, de l'attention et de la confiance du public. Kaltenegger elle-même était récemment aux premières loges pour un tel épisode.

Sa génération fait face à une autre pression, celle que j'avais l'intention de poser délicatement mais que j'ai fini par laisser échapper une heure seulement après l'avoir rencontrée. Elle et ses collègues ont commencé leur carrière à l'aube de l'ère des exoplanètes. Maintenant, ils sont dans une course pour découvrir la vie avant de mourir.

Rêveurs planétaires

La recherche moderne de biosignatures a commencé presque immédiatement après la découverte en 1995 de la première exoplanète - une géante gazeuse - qui tournait autour d'une étoile semblable au soleil. La chasse aux planètes est rapidement devenue agitée et compétitive, une course aux gros titres. Certains astronomes expérimentés doutaient que le sous-champ flashy et gourmand en ressources puisse fournir bien plus que des mesures ponctuelles de quelques planètes uniques. "Les gens étaient ouvertement sceptiques, et certaines personnes étaient furieusement contre", a déclaré Sarah Seager, astronome exoplanétaire au Massachusetts Institute of Technology. Pendant ce temps, des enclaves de chercheurs partageant les mêmes idées ont commencé à se rassembler lors d'ateliers pour explorer un ciel ouvert de nouvelles questions. "Nous n'avons jamais dit non à aucune idée", a déclaré Seager, qui était alors étudiant diplômé.

Kaltenegger était un étudiant de première année à l'université lorsque la nouvelle des premières exoplanètes géantes est tombée. Elle avait grandi dans une petite ville d'Autriche, avec des parents qui soutenaient ses intérêts pour les mathématiques, la physique et les langues ; les bibliothécaires de la ville la connaissaient si bien qu'ils lui donnaient les nouveaux livres qu'ils n'avaient pas encore classés. "Tout était possible", a-t-elle déclaré à propos de son éducation. À l'Université de Graz, elle a été attirée par la nouvelle quête de nouveaux mondes. Seager, qui a rencontré Kaltenegger lors d'un programme d'université d'été en 1997, loue maintenant l'audace remarquable qui a conduit un étudiant de premier cycle à rejoindre un sous-domaine qui était encore si marginal et éphémère. "Pouvoir être là au début - ce n'était pas juste une coïncidence", a déclaré Seager. À la fin des études de premier cycle de Kaltenegger, elle avait réussi à obtenir un financement de l'Union européenne et s'était invitée à un poste ouvert dans un observatoire à Tenerife, dans les îles Canaries. Là, elle a passé de longues nuits de café à chasser des exoplanètes, écoutant en boucle l'album Dire Straits d'un post-doctorant avant de trébucher dehors pour voir le soleil se lever sur un paysage jonché de lave.

Pendant ce temps, les agences spatiales se mêlaient à l'action. En 1996, un administrateur de la NASA, Dan Goldin, a rendu public un plan qui aurait effectivement sprinté directement de la découverte des premières exoplanètes géantes gazeuses jusqu'à la zone finale. Son plan prévoyait des observatoires spatiaux massifs, surnommés Terrestrial Planet Finders, qui pourraient prendre des mesures spectroscopiques détaillées de Terres extraterrestres, brisant leur lumière en ses couleurs composantes pour comprendre leur composition chimique.

Mieux encore, Goldin voulait de vraies photos de planètes. En 1990, la sonde Voyager de la NASA, à la demande de Sagan, avait pris une photo de la maison au-delà de l'orbite de Neptune, réduisant tout notre monde vivant, respirant et fragile à un point bleu pâle suspendu dans le vide. Et si nous pouvions voir un autre point bleu pâle scintillant dans le noir ?

L'Agence spatiale européenne a élaboré sa propre version d'une mission de découverte de la vie et de détection de jumeaux terrestres, appelée Darwin. Kaltenegger, alors âgé de 24 ans, a postulé pour y travailler et a obtenu le poste. "Je me suis demandé : si tu vis à une époque où tu peux savoir si nous sommes seuls dans l'univers, et si je peux t'aider ?" dit-elle à Cornell, arborant un collier de pierres précieuses turquoise symbolisant un point bleu pâle et équilibrant une tasse de thé sur son genou. "En regardant en arrière sur ma vie, c'est probablement ce que je veux avoir fait." Elle a été chargée d'examiner les compromis de conception de la mission et de rédiger la liste des étoiles que la flotte de télescopes de Darwin devrait rechercher des planètes; en parallèle, elle poursuit son doctorat.

Mais dans les années 2000, les visions de grands télescopes de chasse aux extraterrestres se sont effondrées des deux côtés de l'Atlantique. Les études de Darwin ont échoué en 2007. L'une des raisons était le propre calendrier de développement de JWST, qui a consommé des budgets et des durées d'attention. Un autre était le doute scientifique : à l'époque, les astronomes n'avaient aucune idée de la fraction d'étoiles de la Voie lactée ayant des planètes rocheuses avec la possibilité d'un climat stable et tempéré.

Cette fraction s'avérerait être d'environ une sur cinq, comme l'a révélé le télescope spatial Kepler, qui a été lancé en 2009 et a ensuite découvert des milliers d'exoplanètes. Une mission Terrestrial Planet Finder, si elle devait être ressuscitée, aurait de nombreux endroits à pointer.

Depuis le lancement de Kepler, cependant, des compromis pragmatiques ont conduit les astrobiologistes à rêver plus petit, détournant leurs ressources vers une voie plus humble. Un observatoire comme Darwin aurait pu repérer le signal d'une planète rocheuse à côté d'une étoile beaucoup plus brillante - un défi souvent comparé à la prise de vue d'une luciole alors qu'elle vole autour d'un projecteur. Mais maintenant, il existe un autre moyen moins cher.

Seager et l'astronome de Harvard Dimitar Sasselov rêvé la méthode alternative en 2000 - un moyen de renifler l'atmosphère d'une exoplanète même si la lumière de la planète et de son étoile se mélangent. Tout d'abord, les télescopes recherchent des planètes qui "transitent", passant devant leur étoile vue du point de vue de la Terre, ce qui provoque une légère diminution de la lumière stellaire. Ces transits sont riches en informations. Pendant un transit, le spectre d'une étoile produit de nouvelles bosses et ondulations, car une partie de la lumière des étoiles brille à travers l'anneau de l'atmosphère autour de la planète et les molécules de l'atmosphère absorbent la lumière de fréquences spécifiques. Une analyse astucieuse des tremblements spectraux révèle la chimie de haute altitude responsable. Le télescope spatial Hubble a commencé à tester cette technique en 2002, trouver de la vapeur de sodium autour d'une lointaine planète géante gazeuse ; avec d'autres télescopes, il a depuis répété le tour sur des dizaines de cibles.

Maintenant, l'univers n'avait plus qu'à cracher des mondes ressemblant à la Terre à regarder.

Les enquêtes sur les exoplanètes semblaient rencontrer de nombreux Jupiters trop cuits et des Neptunes sous-dimensionnés autour d'autres étoiles, mais les planètes rocheuses avec un potentiel d'eau liquide sont restées rares jusqu'à l'ère Kepler. Au milieu des années 2010, Kepler avait montré que les mondes de la taille de la Terre étaient courants ; il en a même repéré quelques-uns potentiellement habitables transitant devant leurs étoiles, comme la paire que Kaltenegger a modelée pour Borucki. Pourtant, les exemples spécifiques que Kepler a trouvés étaient trop éloignés pour une bonne étude de suivi. Pendant ce temps, en 2016, les astronomes ont découvert que l'étoile la plus proche de la Terre, Proxima Centauri, avait une planète potentiellement habitable de la taille de la Terre. Mais cette planète ne transite pas par son étoile.

En 2009, Kaltenegger, alors à Harvard et façonnant le domaine à part entière, et un collaborateur, Wesley Traub, ont ajouté une autre qualification. Ils ont pensé à ce qu'il faudrait à une civilisation extraterrestre pour détecter les gaz biosignatures sur Terre - une planète avec une couverture d'atmosphère relativement serrée, transitant par une étoile brillante. Ils ont réalisé qu'un télescope comme JWST ne verrait que de minuscules signaux provenant des gaz atmosphériques lors de chaque transit, donc pour obtenir une certitude statistique, les astronomes devraient observer des dizaines voire des centaines de transits, ce qui prendrait des années. Sur la base de cette idée, les astronomes ont commencé à rechercher des Terres sur des orbites proches autour d'étoiles naines rouges plus sombres et plus froides, où les signaux atmosphériques seront moins noyés par la lumière des étoiles et les transits se répéteront plus fréquemment.

Le cosmos est passé. En 2017, les astronomes ont annoncé la découverte de sept planètes rocheuses autour d'une étoile naine rouge appelée TRAPPIST-1. Puis en septembre, le système SPECULOOS-2 a émergé en renfort. Ces étoiles sont proches. Ils sont sombres et rouges. Ils ont chacun plusieurs planètes rocheuses qui transitent. Et depuis l'été, le JWST est opérationnel encore mieux que prévu. Il passera une fraction importante des cinq prochaines années à regarder fixement ces globes désordonnés de roche et de produits chimiques tournant autour de leurs étranges étoiles. Pour des théoriciens comme Kaltenegger, qui sont passés de la rêverie de Terres alternatives à la production de prédictions sur leur chimie atmosphérique, des décennies d'anticipation ont cédé la place à un lent fondu enchaîné de spectres ondulés sur des écrans d'ordinateur.

Dame extraterrestre rougeoyante

Pendant plus de deux ans, le bureau de Kaltenegger – le même que Sagan avait l'habitude de travailler – a été figé dans le temps. D'abord vint la pandémie, puis un congé sabbatique. En août, elle était de retour, avançant sur son tableau blanc avec un marqueur à la main, passant en revue une liste d'idées qui ne sembleraient pas déplacées dans la salle d'écriture d'un Star Trek série. (Gaia et SETI. Océans sombres. Ozone. Terre. Océans peu profonds. Fer ?)

Kaltenegger est devenue la directrice fondatrice de l'Institut Carl Sagan en 2015 après des passages à Harvard, puis à Heidelberg, où elle a dirigé son premier laboratoire. Un jour, pendant son séjour à Heidelberg, un e-mail est arrivé de Jonathan Lune, le chef du département d'astronomie de Cornell, lui demandant si elle voulait parler d'opportunités importantes. « J'y vais, oh mon Dieu, c'est un événement 'femme en science'. À un certain moment, vous recevez trop de ces invitations. Lunine cherchait plutôt à embaucher un nouveau professeur. Kaltenegger a répondu qu'elle préférerait travailler dans un institut interdisciplinaire axé sur l'astrobiologie. Alors menez-en un ici, suggéra-t-il.

Un matin récent, nous nous sommes assis dans un jardin sur le campus non loin de l'institut, flanqué de rhododendrons. Alors que la lumière du soleil tachetée filtrait, un petit oiseau sauta sur un tronc d'arbre, une cigale bourdonna et le bourdonnement d'une tondeuse à gazon se rapprocha, puis s'éloigna. C'était évidemment un monde habité.

Le fonds de commerce de Kaltenegger est l'imagination : à la fois le genre auquel les astronomes font confiance lorsqu'ils planifient un télescope spatial de 10 milliards de dollars comme JWST, et le genre plus poétique qui émeut le public. Alors, à quoi ressemblait cette scène pour elle ?

Elle leva les yeux. Les arbres avaient des feuilles vertes, comme la plupart des organismes connus qui effectuent la photosynthèse. Ils avaient évolué pour tirer parti de notre soleil jaune et de son abondant rayonnement de lumière visible, en utilisant des pigments qui captent les photons bleus et rouges tout en laissant les longueurs d'onde vertes rebondir. Mais les plantes autour des étoiles plus froides, plus gourmandes en lumière, pourraient prendre des teintes plus sombres. "Dans mon esprit, si je le veux, cela se transforme complètement avec nous dans le jardin, assis sous un soleil rouge", a-t-elle déclaré. "Tout est violet autour de vous, derrière vous", y compris les feuilles.

Les versions étranges de la Terre ont figuré en bonne place dans la pensée de Kaltenegger pendant deux décennies, en raison d'un doute persistant qu'elle a développé au cours de son travail sur la mission Darwin au début des années 2000.

L'objectif à l'époque était de comparer les spectres de planètes rocheuses et tempérées à ce à quoi ressemblerait le spectre de la Terre de loin, en recherchant des signaux visibles comme un surplus d'oxygène dû à une photosynthèse généralisée. L'objection de Kaltenegger était que, pendant les 2 premiers milliards d'années d'existence de la Terre, son atmosphère n'avait pas d'oxygène. Ensuite, il a fallu un autre milliard d'années pour que l'oxygène atteigne des niveaux élevés. Et cette biosignature a atteint sa concentration la plus élevée non pas dans le spectre actuel de la Terre, mais pendant une courte fenêtre à la fin du Crétacé, lorsque des proto-oiseaux ont chassé des insectes géants dans le ciel.

Sans un bon modèle théorique sur la façon dont le propre spectre de la Terre a changé, craignait Kaltenegger, les grandes missions de recherche de planètes pourraient facilement manquer un monde vivant qui ne correspond pas à un modèle temporel étroit. Elle avait besoin d'envisager la Terre comme une exoplanète évoluant dans le temps. Pour ce faire, elle a adapté l'un des premiers modèles climatiques mondiaux, développé par le géoscientifique James Kasting, qui comprend toujours des références à l'ère des bandes magnétiques des années 1970 dont il est originaire. Kaltenegger a développé ce code en un outil sur mesure qui peut analyser non seulement la Terre à travers le temps mais aussi des scénarios radicalement extraterrestres, et cela reste le cheval de bataille de son laboratoire.

Le lendemain de notre conversation dans le jardin, je me suis assis dans le bureau à côté de celui de Kaltenegger, regardant par-dessus l'épaule de la postdoc Rebecca Payne alors que nous louchions tous les deux sur des lignes de texte serrées sur fond noir. "Si je ne pars pas avec une palette de couleurs noires, à la fin de la journée, mes yeux veulent tomber de ma tête", a-t-elle déclaré.

Payne et ses collègues alimentent leur logiciel en données de base sur une planète, telles que son rayon et sa distance orbitale, et le type de son étoile. Ils font ensuite des suppositions sur sa composition atmosphérique possible et exécutent leurs modèles pour voir comment l'atmosphère de la planète apparaîtrait à travers les éons. Lorsqu'ils ont fait cela pour SPECULOOS-2c, ils ont vu des produits chimiques virtuels baignés dans la lumière des étoiles virtuelles monter, tomber et s'annihiler par des réactions chimiques simulées. L'atmosphère imaginaire s'est finalement stabilisée et le logiciel a sorti une table. Payne en montra une sur l'écran. Elle passa sa souris rangée après rangée, montrant des suppositions sur la température et la chimie de la nouvelle planète à différentes altitudes. En utilisant ces informations, elle et ses collègues ont pu identifier des composés particulièrement abondants que le JWST ou un autre instrument pourrait être en mesure de voir.

Extrait du Étude de la Terre à travers le temps Par la suite, de nombreux articles de Kaltenegger suivent le même schéma. Son astuce consiste à rassembler ce que nous savons de la propre richesse de la Terre dans sa paume théorique, puis à la faire tourner comme un ballon de basket sur différents axes. Et si on le rembobinait dans le temps ? Et si une Terre extraterrestre avait une géologie différente ? Une autre ambiance ? Une surface tout océan ? Et s'il entourait un soleil rouge ou les cendres brûlantes d'une naine blanche ?

En 2010, par exemple, elle a trouvé que le JWST alors à venir devrait être en mesure de déduire la présence de gaz d'une éruption volcanique comme l'éruption du mont Pinatubo en 1991 aux Philippines, si un événement similaire se produisait sur une exoplanète. Ou il pourrait identifier des mondes gouvernés non pas par le cycle du carbone entre la surface et l'atmosphère (comme sur Terre), mais plutôt par le soufre libéré par les volcans puis décomposé par la lumière des étoiles. Ces cycles climatiques sont importants lorsque vous essayez d'identifier les gaz biosignatures, et aussi parce qu'ils font partie de la physique plus large des planètes. "Les biosignatures sont juste là comme la cerise sur le gâteau, mais fondamentalement, il y a beaucoup de gâteau à manger", a déclaré Sasselov, qui a collaboré avec Kaltenegger sur ces projets.

En dehors de sa modélisation atmosphérique, Kaltenegger a également passé la dernière décennie à parcourir la Terre pour assembler une sorte de cabinet de curiosités d'astrobiologiste : une base de données publique de spectres étranges. Si les astronomes parviennent à trouver une oscillation anormale dans le spectre d'une exoplanète, sa base de données pourrait fournir la clé pour le déchiffrer.

Lors d'un voyage au parc national de Yellowstone, par exemple, Kaltenegger s'est émerveillé devant les nappes microbiennes multicolores à la surface des étangs chauds. Cela l'a amenée, avec ses collègues, à cultiver 137 espèces bactériennes dans des boîtes de Pétri, puis publier leurs spectres. "Il n'y a probablement pas une couleur dans l'arc-en-ciel que vous ne puissiez pas trouver sur Terre en ce moment", a déclaré Lynn Rothschild, biologiste synthétique au centre de recherche Ames de la NASA et collaborateur du projet. Inspiré par le travail d'un autre collègue forant des carottes de glace dans l'Arctique, le groupe de Kaltenegger a isolé 80 microbes aimant le froid similaires à ce qui pourrait évoluer sur une planète de glace, publier une base de données de référence de ces spectres en mars.

D'autres mondes pourrait être biofluorescent. Sur Terre, les organismes biofluorescents comme les coraux se protègent de la lumière ultraviolette en l'absorbant et en la réémettant sous forme de lumière visible. Étant donné que les planètes des systèmes d'étoiles naines rouges comme TRAPPIST-1 sont baignées de rayonnement ultraviolet, Kaltenegger soutient que la vie extraterrestre pourrait y développer un processus similaire. (Elle a depuis été appelée "cette dame extraterrestre brillante".) Elle prévoit également d'obtenir une série de spectres représentant des mondes de lave possibles; un collègue géoscientifique et un postdoc nouvellement arrivé vont bientôt commencer à faire fondre des roches.

Au fur et à mesure que sa liste de publications s'est allongée, Kaltenegger a connu à la fois les opportunités et les indignités d'une scientifique montante. Une fois, alors qu'elle tournait un court métrage IMAX à Hawai'i sur la recherche de la vie, les producteurs l'ont habillée en short pour correspondre à leur notion de scientifique, celle de Laura Dern. Jurassic Park personnage; la décision a alors nécessité plus de maquillage pour couvrir toutes les piqûres de moustiques.

Dans un domaine très uni contraint de partager des quantités limitées de temps de télescope, elle est une présence bouillonnante et chaleureuse, ont déclaré des collaborateurs. Ses doigts se faufilent dans l'air pendant qu'elle parle ; les phrases et les histoires ont tendance à se transformer en grands éclats de rire. "Elle signe chaque texte pour moi" câlins "", a déclaré Rothschild. "Je n'ai aucun autre collègue qui fait ça."

Premiers points sur la carte

Les premières biosignatures seront de minuscules signaux ambigus soumis à des interprétations contradictoires. En fait, certaines revendications ont déjà émergé.

L'étude de cas la plus pertinente a secoué le monde de l'astronomie à l'automne 2020. Une équipe dont Seager annoncé qu'ils avaient repéré un composé inhabituel appelé phosphine dans la haute atmosphère de Vénus, une planète étouffante et lavée à l'acide généralement considérée comme stérile. Sur Terre, la phosphine est couramment produite par des microbes. Bien que certains processus abiotiques puissent également fabriquer le composé dans certaines conditions, l'analyse de l'équipe a suggéré que ces processus n'étaient pas susceptibles de se produire sur Vénus. À leur avis, cela laissait de minuscules organismes flottants vénusiens comme explication plausible. « La vie sur Vénus ? » la titre demandé.

Des groupes extérieurs formaient des camps opposés. Certains experts, dont Prés Victoria, un modélisateur d'atmosphère d'exoplanète à l'Université de Washington qui utilise une approche similaire à celle de Kaltenegger, a réanalysé les données de Vénus et a conclu que le signal de phosphine n'était qu'un mirage : le produit chimique n'est même pas là. D'autres, dont Lunine à Cornell, ont fait valoir que même si la phosphine est présente, elle pourrait en fait provenir de sources géologiques.

Kaltenegger considère ces critiques valables. À son avis, la saga de la phosphine met en évidence une boucle de rétroaction entre la science et le financement scientifique qui pourrait également impliquer les futures biosignatures candidates. Au moment de l'annonce de la phosphine, la NASA en était aux dernières étapes du choix entre quatre petites missions du système solaire, dont deux étaient liées à Vénus. L'été suivant, la NASA a annoncé que ces deux-là avaient été choisis pour voler. L'étude sur la phosphine "était un excellent moyen de faire approuver des missions sur Vénus", a déclaré Kaltenegger en éclatant de rire. "C'est la prise sarcastique." (Jane Greaves, l'auteur principal de l'étude sur la phosphine, a déclaré que son équipe n'avait pas pris en compte le processus de sélection de la mission et que le moment de l'article était une coïncidence.)

La prochaine phase de la chasse aux biosignatures d'exoplanètes dépend de ce que JWST révèle sur les planètes TRAPPIST-1. Voir des biosignatures réelles dans leur ciel pourrait être peu probable. Mais le télescope pourrait détecter le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau dans les types de rapports que prédisent les modèles basés sur la Terre et sur Vénus. Cela confirmerait que les modélisateurs ont une bonne idée des cycles géochimiques importants à travers la galaxie et des mondes qui pourraient vraiment être habitables. Voir quelque chose de plus inattendu aiderait les chercheurs à corriger leurs modèles.

Une possibilité plus sombre est que ces planètes n'aient pas du tout d'atmosphère. Les étoiles naines rouges comme TRAPPIST-1 sont connues pour émettre des éruptions solaires qui pourraient tout enlever sauf la roche nue. (Kaltenegger en doute, arguant que les émissions gazeuses des planètes devraient continuer à reconstituer leur ciel.)

D'ici la seconde moitié de cette décennie, les données de plusieurs transits planétaires se seront accumulées, suffisamment pour que les astronomes non seulement recherchent la chimie sur ces mondes, mais aussi pour examiner comment des molécules données croissent et décroissent d'une saison à l'autre. D'ici là, des observations complémentaires pourraient s'ajouter aux données. Plusieurs nouveaux observatoires incroyablement grands devraient ouvrir des miroirs de la taille d'un bassin vers le cosmos à partir de 2027, dont le plus grand de tous, l'Extremely Large Telescope au Chili. Ces télescopes seront sensibles à différentes longueurs d'onde de lumière que JWST, sondant un ensemble alternatif de caractéristiques spectrales, et ils devraient également être capables d'étudier les planètes en dehors du transit.

Tous ces instruments sont encore en deçà de ce que veulent vraiment les chasseurs de biosignatures, ce qu'ils ont toujours voulu : un de ces géants Terrestrial Planet Finders basés dans l'espace. Plus tôt cette année, lorsque l'Académie nationale des sciences a publié un rapport influent sur l'agenda appelé l'enquête décennale, qui résume les idées de la communauté astronomique sur ce que la NASA devrait prioriser, elle a effectivement reporté une impulsion majeure sur la question aux années 2030.

"J'ai pensé à ça : et si ce n'était pas nous ?" dit Kaltenegger. « Et si ce n'était pas notre génération ? En se basant sur le plus tôt qu'un véritable télescope de chasse aux planètes de nouvelle génération pourrait voler, elle estime que le candidat le plus probable pour mener une telle mission est probablement à l'école doctorale maintenant.

Là encore, sa cohorte de premiers scientifiques exoplanétaires a toujours été des rêveurs, a-t-elle déclaré. Et la science a toujours été une activité intergénérationnelle.

Assise dans son bureau qui était celui de Sagan, elle a esquissé une scène spécifique. Un voyageur du futur lointain remonte le pont d'un vaisseau spatial au départ comme le Entreprise, prêt à voyager dans un nouveau monde. Kaltenegger est sûre qu'elle ne sera pas elle-même sur le navire, mais, dit-elle, "dans mon esprit, je les vois avec cette vieille carte du ciel." La carte antique marquerait les emplacements des planètes vivantes candidates. Il serait probablement dépassé, apporté uniquement pour des raisons sentimentales. "Mais je veux être la personne qui mettra les premiers points sur cette carte."