Des composés organiques découverts dans l’atmosphère de Titan

Titan
L’atmosphère dense et brumeuse de Titan photographiée par la sonde Cassini — Crédit : NASA, JPL-Caltech, Space Science Institute

Y a-t-il de la vie sur Titan, la plus grande lune de Saturne ? En tout cas, les chercheurs ont détecté dans son atmosphère dense où s’opère une chimie complexe des ingrédients précurseurs de la vie.

En orbite autour de Saturne, à environ 1,3 milliard de km du Soleil, donc loin, très loin de la zone habitable du Système solaire, Titan n’en demeure pas moins un des astres qui captivent le plus les astronomes et les astrobiologistes du monde entier (de même qu’Encelade, également autour de Saturne, Europe, autour de Jupiter et, bien sûr, Mars).

Les raisons ? Ce satellite de quelque 5.150 km de diamètre est enveloppé d’une épaisse atmosphère dont la composition n’est pas sans rappeler celle de la Terre primitive… Pour les chercheurs qui aimeraient connaître les recettes qui ont conduit à l’apparition du vivant, c’est donc comme s’ils avaient un laboratoire à leur portée…, un monde où dans ses brumes orangées se développe une chimie prébiotique. L’aubaine pour les scientifiques est que cela se passe près de chez nous et, peut-on imaginer, aussi ailleurs, autour de millions d’autres soleils.

Sur ce satellite où la température moyenne est de -180 °C, les sources d’énergie qui transforment l’azote et le méthane, principaux composés de son atmosphère, sont les particules solaires et les particules énergétiques de la magnétosphère de la géante Saturne. Ensemble, ils produisent une chimie organique complexe, à l’origine d’ingrédients précurseurs de la vie, comme cela a pu se passer sur Terre au début de son histoire.

Un processus universel pour la production de molécules organiques complexes ?

Dans un article qui vient de paraître dans The Astrophysical Journal Letters, une équipe rapporte avoir découvert par le truchement de l’instrument Caps (Cassini’s plasma spectrometer) de la sonde Cassini — lors de l’un de ses survols entre 900 et 1.300 km au-dessus de la surface de Titan —, des « anions de la chaîne carbonée ». Des espèces chargées négativement donc, que personne ne s’attendait vraiment à trouver dans ce milieu il y a encore quelques années. En effet, très réactifs, les anions étaient supposés se recombiner rapidement. Ce qui est intéressant, évidemment, est que ceux qui ont été détectés sont des molécules linéaires qui peuvent permettre de construire des molécules plus complexes qui pourraient servir de base à une vie primitive.

« Nous avons fait la première identification sans ambiguïté des anions de la chaîne carbonée dans une atmosphère planétaire, raconte Ravi Desai de l’University College de Londres, ce qui, selon nous, est un tremplin vital dans la chaîne de production de molécules organiques de plus en plus grandes et complexes, telles que les grandes particules dans la brume de cette lune. Il s’agit d’un processus connu dans le milieu interstellaire, poursuit l’auteur principal de ces recherches, mais maintenant nous l’avons vu dans un environnement complètement différent, ce qui signifie qu’il pourrait représenter un processus universel pour la production de molécules organiques complexes. » Est-ce que cela pourrait se produire ailleurs ?

Pour son collègue de l’UCL, Andrew Coates, membre de l’équipe de l’instrument Caps et coauteur de l’étude, « la perspective d’une voie universelle vers les ingrédients pour la vie a des implications pour ce que nous devrions rechercher en ce qui concerne la quête de la vie dans l’univers. Titan est un exemple local d’une chimie exotique et passionnante dont nous avons beaucoup à apprendre ».

Du cyanure de vinyle découvert dans l’atmosphère de Titan

Autre découverte importante concernant Titan : le réseau de radiotélescope Alma a détecté de grandes quantités de cyanure de vinyle (C2H3CN) dans l’atmosphère du plus grand satellite de Saturne. Des simulations avaient montré il y a peu que cette molécule était le meilleur candidat dans cet environnement pour former les membranes cellulaires les plus stables. Sa présence était déjà suspectée via les observations spectroscopiques de Cassini mais cette fois, les chercheurs en ont acquis la certitude.

Les modèles de transfert radiatif estiment que c’est à environ 200 km d’altitude que la concentration de la molécule est la plus élevée, en accord avec les modèles de photochimie. Les auteurs de l’étude publiée dans Science Advances n’excluent pas que des « pluies » entrainent du cyanure de vinyle vers les sols, et par conséquent, jusqu’aux mers et lacs de méthane liquide. Selon eux, la grande Ligeia Mare pourrait contenir assez de cette molécule pour former jusqu’à 10 millions de membranes par cm3.

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