Existe-t-il vraiment une autre vie dans l'univers ? Le célèbre « paradoxe de Fermi » utilise les statistiques pour suggérer que la vie devrait être très courante dans un univers rempli d'étoiles et de planètes, mais nous n'avons pas encore trouvé de preuves concluantes. Aujourd'hui, une équipe de recherche scientifique de l'Université de Californie à Riverside a proposé une nouvelle méthode statistique, essayant de fournir une nouvelle avancée pour résoudre ce problème ancien grâce à « l'ordre caché » entre les molécules.

Les chercheurs ont découvert que l'existence de la vie dépend non seulement des molécules spécifiques elles-mêmes, mais également d'une organisation particulière ou d'un « ordre caché » entre ces molécules. Ils affirment que ce principe organisateur peut être identifié statistiquement, ce qui leur permet de « détecter » les signes de vie extraterrestre en se basant uniquement sur les schémas de distribution des molécules dans les échantillons de chimie organique. "Nos travaux montrent que la vie produit des mélanges de molécules avec des modèles caractéristiques distincts des systèmes non vivants", a déclaré Fabian Klenner, professeur adjoint de sciences planétaires et co-auteur de l'article, dans une interview. "Grâce à nos méthodes statistiques, ces modèles peuvent être clairement détectés."

Un grand avantage de cette approche est qu’elle peut être appliquée non seulement à des tâches futures, mais également à l’analyse rétrospective d’ensembles de données existants. En d’autres termes, les humains ont peut-être déjà « rencontré » des indices de vie extraterrestre dans une grande quantité de données d’observation historiques, mais ils n’ont pas encore utilisé les outils appropriés pour les identifier.

Pendant longtemps, les scientifiques ont principalement recherché des molécules de « biosignature » pour juger de l’existence possible d’une vie extraterrestre. Par exemple, sur Mars, les rovers « Perseverance » et « Curiosity » de la NASA analysent des échantillons de roches et d'atmosphère à la recherche de composés organiques et d'autres signes potentiels de vie microbienne. La nouvelle recherche publiée dans "Nature Astronomy" souligne l'importance de "l'ordre moléculaire" et déplace l'attention de "quelles sont les molécules là-bas" vers "comment ces molécules sont organisées par la vie".

Plus précisément, l’équipe a découvert que si un mélange de molécules était produit par la vie, les acides aminés qu’il contient sont généralement plus diversifiés et plus uniformément répartis en quantité. L’inverse est vrai pour les acides gras, où les acides gras produits par la vie sont distribués de manière moins uniforme et plus diversifiés. Les scientifiques pensent que cette soi-disant « signature de diversité moléculaire » elle-même peut servir de biosignature détectable et ne se limite plus à la présence ou à l’absence de « molécules signatures de la vie » individuelles.

Afin de découvrir les principes organisationnels qui soutiennent la vie, l’équipe a analysé la diversité des mélanges moléculaires dans différents systèmes, en se concentrant sur deux points : premièrement, combien de molécules différentes existent, et deuxièmement, si la distribution de ces molécules est équilibrée. Ils ont découvert que les systèmes biologiques (c'est-à-dire la vie) et les systèmes non vivants diffèrent systématiquement dans la manière dont ils organisent leurs molécules : les êtres vivants produisent des modèles qui incarnent certains des principes fondamentaux de la vie, tandis que les processus non vivants ont du mal à reproduire cet « ordre ».

Il convient de noter que cette méthode ne s’appuie pas sur de nouveaux instruments à grande échelle au niveau technique. Klenner affirme que leur méthode peut être directement appliquée à condition que la mission elle-même puisse mesurer des informations sur « l'abondance relative » de molécules organiques apparentées du même type. Cela signifie que de nombreuses missions dans l’espace lointain déjà planifiées ou sur le point d’être mises en œuvre pourraient devenir des « terrains d’essai » potentiels pour cette méthode.

Parmi eux, la mission « Europa Clipper » de la NASA, prévue pour se rendre sur la lune de Jupiter, Europa, est considérée comme ayant un grand potentiel. La sonde devrait effectuer plusieurs survols rapprochés à partir de 2031, en se concentrant sur la détection des conditions environnementales de ce satellite glacé qui pourrait abriter un vaste océan souterrain et en évaluant s'il a le potentiel d'héberger la vie. L'instrument de bord "Surface Dust Analyser" (SUDA) peut mesurer l'abondance de molécules organiques. Si elle capture une famille suffisamment riche de molécules organiques et leurs informations sur leur abondance relative, la méthode statistique proposée par l’équipe de recherche devrait être utilisée pour déterminer si ces modèles moléculaires sont plus proches de processus biologiques ou abiotiques.

Malgré cela, les chercheurs ont également souligné que cette méthode ne peut à elle seule « annoncer la découverte de la vie extraterrestre ». "Notre approche s'inscrit davantage dans un vaste cadre de biosignature." Klenner a souligné : "Lors de l'exploration de la vie extraterrestre, aucun signal ne peut être considéré comme une preuve absolue." Mais cette méthode devrait considérablement élargir la portée du concept scientifique de « formes de vie » et aider à découvrir les formes de vie qui ne correspondent pas au paradigme traditionnel de la chimie de la vie et qui pourraient autrement être ignorées.

Cette avancée potentielle découle d'une caractéristique clé de la méthode elle-même : elle se concentre sur l'organisation des molécules, plutôt que sur les « molécules typiques » répertoriées dans les manuels de biochimie. Comme le dit Klenner, "Notre étude s'est concentrée sur l'organisation des molécules elles-mêmes. En principe, cette méthode pourrait potentiellement être sensible à une forme de vie inconnue tant qu'elle organise les molécules différemment des processus non biologiques."

De plus, cette méthode repose entièrement sur des calculs statistiques et peut donc être appliquée à grande échelle à une variété de données d’archives. Klenner souligne que, comme la méthode est de nature informatique et ne nécessite pas de nouveaux instruments spécialisés, si l'ensemble de données existant contient suffisamment d'informations sur l'abondance moléculaire, alors cette idée d'« analyse de la diversité » peut être utilisée pour revoir les données. Cela signifie non seulement que la « surface de recherche » de signaux de vie potentiels sera considérablement élargie, mais également que toute acquisition de nouvelles données peut produire des « surprises inattendues » dans l'analyse globale des anciennes données.

Avec l'action conjointe de plusieurs canaux de données tels que le télescope spatial James Webb, la recherche d'intelligence extraterrestre (SETI) et le prochain Europa Clipper, la nouvelle méthode de l'Université de Californie, l'équipe de Riverside est considérée comme l'une des pièces importantes du puzzle pour augmenter encore la « probabilité de découvertes majeures ». Peut-être que l’humanité fait un petit pas de plus vers le moment où elle prouvera enfin que « nous ne sommes pas seuls ».