Molécules complexes dans l'univers

Les croyances traditionnelles postulent que la vie sur Terre est un phénomène unique, peut-être apparu une seule fois. De là, il est aisé d'affirmer que cette apparition, de par son caractère improbable, n'a été rendue possible que par une intervention extérieure, nécessairement divine. Cette croyance se trouve fortifiée, de nos jours encore, par l'impossibilité de découvrir avec suffisamment de certitude l'existence, actuelle ou passé, de formes de vie sur d'autres planètes que la Terre au sein du système solaire, et a fortiori dans le reste de l'univers.

Cependant, l'observation de ce que l'on nomme des molécules organiques complexes, dites aussi briques de base de la vie ou molécules prébiotiques, s'est généralisée, soit sur des comètes, soit dans le système solaire sur des lunes de Saturne et Jupiter, soit même dans les nuages de poussières dites cosmiques, pouvant précéder la formation de planètes. S'agit-il cependant de phénomènes exceptionnels ou au contraire de phénomènes absolument généraux, pouvant laisser penser que, dans la galaxie voire dans l'univers lui-même, la vie pourrait émerger, sous des formes proches de celles que nous connaissons, dès que des conditions favorables, de température, d'ensoleillement et d'humidité le permettraient?

Une découverte, dont le compte-rendu vient d'être publié dans la revue Nature, laisse penser que dans le disque protoplanétaire entourant une jeune étoile se trouvent de telles molécules organiques. Le disque protoplanétaire est un disque composé de diverses molécules susceptibles de s'agréger en planètes orbitant autour de l'astre. Y trouver des molécules organiques peut laisse penser que, dès la formation de ces proto-planètes, les briques de base de la vie pourraient se trouver présentes. Autrement dit, des formes de vie pourraient apparaître sur ces proto-planètes très peu de temps après leur formation (accrétion).

Une équipe travaillant avec le téléscope ALMA ( Atacama Large Millimeter/submillimeter Array ) estime avoir mis en évidence, dans le disque protoplanétaire entourant la jeune étoile MWC 480 à peine âgée d'un million d'années, du methyl cyanide (CH3CN), molécule complexe à base de carbone, et son précurseur du cyanide d'hydrogène (HCN). Les cyanides, et plus particulièrement les methyl-cyanides, dits aussi acétonitriles, sont importants car ils contiennent des liens carbone-azote essentiels pour la formation des amino-acides, eux mêmes à la base des protéines organiques(1).

Selon les astronomes, de telles molécules se trouveraient dans une région analogue à celle que l'on nomme dans le système solaire la ceinture de Kuyper. C'est dans celle-ci que se forment, au delà de Neptune, des planétésimaux et des comètes, lesquelles peuvent ensuite voyager dans tout le système solaire. On estime que cette ceinture est riche, non seulement en molécules organiques mais en eau, supposée principalement sous forme de glace.

L'étoile MWC 480, dont la masse est à peu près le double de celle du Soleil, se trouve approximativement à une distance de 455 années-lumière, dans la région dite du Taurus riche en formation d'étoiles. La grande sensibilité d'ALMA a permis de prouver que dans le voisinage d'une telle étoile, les molécules organiques ne sont pas détruites par des rayonnements divers, mais au contraire prospèrent. Elles se trouvent en effet en bien plus grande quantité que dans les nuages interstellaires. Les astronomes ont calculé qu'il se trouve assez de méthyl-cyanide autour de l'astre pour remplis tous les océans de la Terre.

Il va de soi que ces observations très intéressantes ne résolvent pas les questions qui se posent nécessairement en amont mais aussi en aval. En amont, reste à comprendre par quels mécanismes se forment les molécules complexes, au sein d'un univers essentiellement empli de corps simples. S'agit-il de corps présents dès la naissance de l'univers ou apparaissent-ils seulement dans les secondes, minutes ou jours suivant celle-ci, notamment dans le cadre de ce que l'on appelle l'inflation ? Leur formation initiale résulte-t-elle d'un hasard ou était-elle inévitable dans le cadre de ce que l'on nomme les lois fondamentales de l'univers ?

En amont, reste à démontrer, y compris par des expériences de laboratoire sur Terre, comment ces molécules prébiotiques peuvent s'organiser pour donner naissance aux molécules réplicatives caractérisant la vie sur Terre. La réponse à cette seconde série de questions paraît plus à la portée de la science que celle concernant les premiers instants de l'univers. Mais pour le moment elle ne l'est pas.