Alors que la technologie et la recherche en astrophysique continuent de progresser, une question demeure : la vie est-elle possible ailleurs dans l’univers ? Il existe des centaines de milliards d’objets rien que dans la Voie lactée, mais les scientifiques sont constamment à la recherche de trois éléments clés : l’eau, l’énergie et la matière organique. Il existe des preuves selon lesquelles Encelade, la lune glacée de Saturne, est un « monde océanique » contenant les trois, ce qui en fait une cible privilégiée pour la recherche de la vie.
Au cours de sa mission de 20 ans, la sonde Cassini de la NASA a découvert des panaches de glace sortant de la surface d'Encelade à des vitesses d'environ 800 miles par heure (400 m/s). Ces panaches offrent une excellente opportunité de collecter des échantillons et d'étudier la composition et l'habitabilité potentielle de l'océan d'Encelade. Cependant, jusqu’à présent, il n’était pas clair si la vitesse du panache fragmenterait les composés organiques contenus dans les particules de glace, dégradant ainsi l’échantillon.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'UC San Diego ont montré des preuves claires en laboratoire que les acides aminés transportés dans ces panaches de glace peuvent survivre à des vitesses d'impact allant jusqu'à 4,2 km/s, ce qui conforte leur détection lors de l'échantillonnage d'un vaisseau spatial. Leurs conclusions ont été publiées dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS).
À partir de 2012, Robert Continetti, professeur distingué de chimie et de biochimie à l'UC San Diego, et ses collègues ont personnalisé un spectromètre d'impact d'aérosol unique conçu pour étudier la dynamique de collision à grande vitesse d'aérosols et de particules uniques. Bien qu’elle n’ait pas été spécialement conçue pour étudier les effets des particules de glace, elle s’est avérée être la machine idéale pour le faire.
"Cet appareil est le seul en son genre au monde à pouvoir sélectionner des particules individuelles et les accélérer ou décélérer jusqu'à une vitesse finale sélectionnée", a déclaré Continetti. "Dans une variété de matériaux, de quelques microns de diamètre à des centaines de nanomètres, nous sommes en mesure d'examiner le comportement des particules, comme la manière dont elles se dispersent ou dont leur structure change lors d'un impact."
En 2024, la NASA lancera l'Europa Clipper vers Jupiter. Europe, l'une des plus grandes lunes de Jupiter, est un autre monde océanique avec une composition glacée similaire à celle d'Encelade. La NASA espère que Clipper ou toute future sonde de Saturne sera capable d'identifier un ensemble spécifique de molécules dans les grains de glace qui pourraient indiquer si la vie existe dans les océans souterrains de ces lunes, mais ces molécules devront survivre à leurs éjections rapides.
Bien que la structure de certaines molécules des particules de glace ait été étudiée, l'équipe de Continetti est la première à mesurer ce qui se passe lorsque des particules de glace individuelles heurtent une surface.
Pour les expériences, des particules de glace ont été créées à l’aide d’une ionisation par électrospray, dans laquelle l’eau est poussée à travers une aiguille maintenue sous haute pression, induisant une charge électrique qui brise l’eau en gouttelettes de plus en plus petites. Les gouttelettes sont ensuite injectées sous vide et y sont congelées. L’équipe a mesuré leur masse et leur charge, puis a utilisé un détecteur de charge d’image pour observer les particules alors qu’elles volaient à travers un spectromètre. Un élément clé de l’expérience était l’installation d’un détecteur d’ions à plaques à microcanaux permettant de chronométrer avec précision le moment de l’impact à la nanoseconde près.
Les résultats montrent que les acides aminés, souvent appelés éléments constitutifs de la vie, peuvent être détectés avec une fragmentation limitée à des vitesses d’impact de 4,2 kilomètres par seconde.
"Afin de comprendre quel type de vie pourrait exister dans le système solaire, il faut savoir qu'il n'y a pas beaucoup de fragments moléculaires dans l'échantillon de particules de glace, afin de pouvoir obtenir une empreinte digitale de toute vie formée. C'était une forme de vie indépendante", a déclaré Continetti. "Notre travail montre que cela est possible avec les panaches de glace d'Encelade."
Cette étude soulève également des questions intéressantes sur la chimie elle-même, notamment sur la manière dont le sel affecte la détectabilité de certains acides aminés. On pense qu’Encelade possède une vaste mer salée – plus salée qu’il n’y en a sur Terre. Étant donné que le sel modifie les propriétés de l'eau en tant que solvant et la solubilité de différentes molécules, cela pourrait signifier que certaines molécules s'agglutinent à la surface des particules de glace, ce qui les rend plus susceptibles d'être détectées.
"Les implications de la détection de la vie ailleurs dans le système solaire sans voyager à la surface de ces lunes du monde océanique sont très excitantes", a déclaré Continetti, "mais notre travail va au-delà des biosignatures dans les particules de glace. Il a également des implications pour la chimie fondamentale. Nous sommes ravis de suivre les traces des professeurs fondateurs de l'UC San Diego, Harold Urey et Stanley Miller, en étudiant comment les réactions chimiques activées par les impacts des particules de glace forment les éléments constitutifs de la vie. "
Source compilée : ScitechDaily