Si la réponse à l’existence possible d’une forme de vie ailleurs dans l’Univers se trouvait derrière une porte, des scientifiques viennent de regarder par le trou de sa serrure. Pour la première fois, un groupe germano-canadien d’astrophysiciens a réussi à obtenir par imagerie directe le spectre lumineux d’une planète tournant autour d’une étoile presque grosse comme le Soleil – elle fait 1,5 fois sa masse –, mais située à 130 années-lumière de la Terre. Or «le spectre d’une planète, c’est comme son empreinte chimique, explique Markus Janson (Université de Toronto). Avec cette information, nous pouvons mieux comprendre comment la planète s’est formée. Et dans le futur, nous pourrions trouver les signes révélateurs de la présence de la vie».

«C’est fantastique! C’est le premier pas vers notre but: mieux connaître la physique, la composition, la densité de ces mondes que sont les exoplanètes, s’enthousiasme Willy Benz, professeur en planétologie à l’Université de Berne, qui n’a pas participé à cette étude publiée dans l’Astrophysical Journal. On dépasse l’état de collectionneur.» A ce jour en effet, 424 de ces planètes situées hors du système solaire ont été repérées, la plupart grâce à la méthode des vitesses radiales – un dandinement imprimé à l’étoile qui trahit la présence d’un compagnon planétaire –, à celle des transits (éclipse partielle), ou plus simplement par identification sur une image du ciel prise directement.

C’est cette dernière technique qui, en 2008, a permis de pointer l’étoile HR 8799, dans la constellation de Pégase, et de découvrir autour d’elle trois planètes géantes, 7 à 10 fois plus massives que Jupiter, ainsi qu’une ceinture d’astéroïdes, comme dans notre système solaire. «Notre cible était le deuxième de ces trois objets, dont la température est de 800°C», indique la chercheuse Carolina Bergfors (Institut Max-Planck pour l’astronomie, Heidelberg). Les scientifiques l’ont placé dans la ligne de mire du Very Large Telescope (VLT), situé sur le site de l’Observatoire européen austral (ESO) au Chili, et sur lequel étaient montés l’instrument à infrarouge NACO et son «optique adaptative», qui compense les effets de floutage causé par l’atmosphère terrestre. «Après cinq heures d’exposition, nous sommes parvenus à démêler le spectre de la lumière de l’éclat beaucoup plus fort de l’étoile.»

Ce ne fut pas une mince affaire: l’astre étant des milliers de fois plus brillant, «cela reviendrait à étudier la flamme d’une bougie placée à côté d’une ampoule de 300 Watts, le tout depuis une distance de deux kilomètres», image Markus Janson. Mais une affaire cruciale: comme l’arc-en-ciel qui se décompose en plusieurs couleurs (caractérisées chacune par sa «longueur d’onde»), la lumière émise par la planète contient un spectre de différentes ondes lumineuses. Or celles-ci s’avèrent être une mine d’informations, car leurs longueurs d’onde sont autant de signatures des composants chimiques spécifiques se trouvant à la surface et dans l’atmosphère de la planète. Et c’est en caractérisant ces composants que les astronomes pouront dire si telle ou telle exoplanète abrite une trace d’activité biologique.

Cet exercice de spectroscopie a d’ailleurs été mené avec la Terre: «En 1990, la sonde Galileo, alors en route vers Jupiter, a pointé ses instruments vers la planète bleue afin de vérifier si la signature spectrale de la vie pouvait être décelée dans sa lumière, explique Claude-Alain Roten, spécialiste en exobiolobie vaudois. L’appareil a révélé la présence de quantité d’oxygène, d’ozone, ainsi que du méthane qui, sur Terre, est produit par des organismes vivants.» Les astronomes espèrent faire de même en observant les exoplanètes, avec leurs télescopes. Mais ils en sont encore loin: «L’étude ne dit rien sur les composants possibles de l’atmosphère de HR 8799c, l’exoplanète observée», remarque Claude-Alain Roten.

Les chercheurs l’admettent: «Les données glanées ne sont pas compatibles avec les modèles théoriques actuels», dit Wolfgang Brandner, coauteur de l’étude. La raison tient probablement à la bizarrerie que constitue le système tri-planètaire de HR 8799.

«Les trois planètes sont très massives, et se trouvent très loin de leur étoile. C’est une configuration dont les planétologues n’arrivent pour l’instant pas à expliquer théoriquement l’origine», explique Willy Benz. «Mais c’est justement cette disposition qui a permis d’obtenir une image directe de ce système», complète Stéphane Udry, astronome à l’Observatoire de Genève. Qui poursuit: «Ce spectre d’une exoplanète n’est pas le premier. En 2005, une planète encore en train de se former autour d’une étoile très jeune, et émettant ainsi beaucoup de lumière, a été observée. Et son spectre mesuré. Dans un autre cas, l’étoile était si peu lumineuse – c’était une naine brune – qu’une image de la planète qui l’accompagnait a aussi pu être prise. Mais des doutes sont émis sur la nature de cet astre, qui pourrait aussi être une naine brune…» Quoi qu’il en soit, il s’agissait de deux cas dits «favorables», pour lesquels la lumière du compagnon planétaire était très clairement visible. «Or dans cette nouvelle étude, nous avons à faire à une étoile similaire à notre Soleil. C’est donc très intéressant en termes de ressemblance! Et malgré le bruit dans les mesures, c’est tout un nouveau pan de recherche qui s’ouvre. Le chemin est tracé, il faudra plusieurs années, 10 à 20, pour le parcourir. Pour l’instant c’est ce qu’on peut faire de mieux avec les instruments actuels.»

Mais les scientifiques voient déjà plus loin. Dès 2020, l’Agence spatiale européenne (ESA) devrait lancer la mission Darwin, une flottille de cinq télescopes qui feront de la spectroscopie depuis l’espace. A la même époque, l’Extremely Large Telescope européen (E-ELT), avec son miroir au diamètre gigantesque de 42 mètres et son devis d’un milliard d’euros, devrait aussi scruter l’atmosphère d’exoplanètes. Mais dès 2011 déjà, SPHERE remplacera NACO au Chili: «Avec cet instrument de deuxième génération auquel nous collaborons, nous gagnerons en contraste. Il faudra alors subtilement interpréter les données recueillies pour conclure à l’habitabilité [des exoplanètes observées]», dit Stéphane Udry.

E.T., Alien et leurs amis d’Avatar n’ont plus qu’à bien se cacher.

«C’est tout un pande la recherchesur l’atmosphèredes exoplanètesqui s’ouvre»