L’astrobiologie, également appelée exobiologie ou xénobiologie, est un domaine multidisciplinaire traitant de la nature, de l’existence et de la recherche de vie extraterrestre (vie au-delà de la Terre). L’astrobiologie englobe les domaines de la biologie, de l’astronomie et de la géologie.
NASA / JPL / Université de l’Arizona
Bien qu’aucune preuve convaincante de vie extraterrestre n’ait encore été trouvée, la possibilité que le biote soit une caractéristique commune de l’univers a été renforcée par la découverte de planètes extrasolaires (planètes autour d’autres étoiles), par la forte suspicion que plusieurs lunes de Jupiter et de Saturne pourraient avoir de vastes réserves d’eau liquide, et par l’existence de micro-organismes appelés extrêmophiles qui tolèrent les extrêmes environnementaux. Le premier développement indique que les habitats pour la vie peuvent être nombreux. La seconde suggère que même dans le système solaire, il peut y avoir d’autres mondes sur lesquels la vie a évolué. Le troisième suggère que la vie peut survenir dans un large éventail de conditions. Les principaux domaines de la recherche en astrobiologie peuvent être classés comme (1) comprendre les conditions dans lesquelles la vie peut naître, (2) rechercher des mondes habitables et (3) rechercher des preuves de la vie.
Pour qu’une vie comme celle sur Terre (basée sur des composés complexes du carbone) existe, un monde doit avoir de l’eau liquide. Parce que les planètes trop proches ou trop éloignées de leurs étoiles hôtes seront à des températures qui feront bouillir ou geler l’eau, les astrobiologistes définissent une « zone habitable », une gamme de distances orbitales à l’intérieur desquelles les planètes peuvent supporter de l’eau liquide à leur surface. Dans le système solaire, seule la Terre est à l’intérieur de la zone habitable du Soleil. Cependant, des photographies et d’autres données provenant d’engins spatiaux en orbite autour de Mars indiquent que de l’eau a déjà coulé à la surface de la planète rouge et est toujours présente en grande quantité sous terre. Par conséquent, il existe un effort international soutenu pour utiliser des sondes robotiques pour examiner Mars à la recherche de preuves de vie passée, et même présente, qui aurait pu se retirer dans des aquifères liquides souterrains.
NASA / JPL / Université de l’Arizona / Laboratoires Nationaux de Los Alamos
De plus, les découvertes principalement dues à la sonde spatiale Galileo (lancée en 1989) suggèrent que certaines des lunes de Jupiter — principalement Europe mais aussi Ganymède et Callisto — ainsi que la lune de Saturne Encelade, pourraient avoir des océans liquides à longue durée de vie sous leurs peaux extérieures glacées. Ces océans peuvent être maintenus au chaud malgré leur grande distance du Soleil en raison des interactions gravitationnelles entre les lunes et leur planète hôte, et ils pourraient supporter le type de vie que l’on trouve dans les évents marins profonds sur Terre.
Même Titan, une grande lune de Saturne avec une atmosphère épaisse, pourrait avoir une biologie inhabituelle sur sa surface froide, où des lacs de méthane liquide et d’éthane peuvent exister. La sonde spatiale européenne Huygens s’est posée sur Titan le 14 janvier 2005 et a vu des signes d’écoulement de liquide à sa surface. De telles découvertes ont fortement favorisé l’émergence de l’astrobiologie en tant que domaine d’étude en élargissant la gamme des habitats extraterrestres possibles bien au-delà de la notion conventionnelle de « zone habitable ». »
Une impulsion supplémentaire a été la découverte depuis 1995 de centaines de planètes extrasolaires autour d’autres étoiles normales. La plupart d’entre eux sont des mondes géants, semblables à Jupiter et donc peu susceptibles de convenir à la vie eux-mêmes, bien qu’ils puissent avoir des lunes sur lesquelles la vie pourrait surgir. Cependant, ces travaux ont montré qu’au moins 5 à 10% (et peut-être jusqu’à 50% ou plus) de toutes les étoiles semblables au Soleil ont des planètes, ce qui implique plusieurs milliards de systèmes solaires dans la Galaxie de la Voie Lactée. La découverte de ces planètes a encouragé l’astrobiologie et a notamment motivé des propositions pour plusieurs télescopes spatiaux conçus (1) pour rechercher des mondes plus petits et de taille terrestre et (2) si de tels mondes sont trouvés, pour analyser spectralement la lumière réfléchie par les atmosphères des planètes dans l’espoir de détecter de l’oxygène, du méthane ou d’autres substances qui indiqueraient la présence de biote.
Bien que personne ne puisse dire avec certitude quel type de vie pourrait être transformé par ces expériences, l’hypothèse habituelle est qu’il sera microbien, car la vie unicellulaire est adaptable à un large éventail d’environnements et nécessite moins d’énergie. Cependant, les recherches télescopiques d’intelligence extraterrestre (SETI) font également partie de la vaste palette de recherches de l’astrobiologie.