Comment la vie est apparue sur Terre ? Une équipe de la mission Rosetta donne une partie de la réponse, grâce à une comète artificielle

Une équipe interdisciplinaire de l’Institut d’astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Sud) et de l’Institut de chimie de Nice (CNRS/Université de Nice) a mis en évidence pour la première fois en laboratoire la formation de molécules organiques de la famille des sucres à partir de glaces similaires à celles présentes dans les nuages denses du milieu interstellaire. Ces sucres sont des précurseurs des ribonucléides, briques élémentaires de la vie, entrant dans la composition de l’ARN.

De la glace interstellaire simulée

Pour mettre en évidence la possibilité de formation de ces sucres dans l’espace, les chercheurs ont recréé en laboratoire des glaces similaires à celles rencontrées dans les comètes et les astéroides. « Nous avons utilisé un mélange d’eau, de méthanol et d’ammoniaque », explique Cornelia Meinert, chercheur à l'Institut de chimie de Nice. « Les chercheurs de l'Université Paris Sud les ont ensuite soumis la glace aux conditions physiques représentatives du milieu interstellaire (- 261°C, vide poussé, NDLR) et à un rayonnement ultraviolet, à partir duquel nous avons obtenu quelques microgrammes de matière organique artificielle. Les échantillons ont enfin été analysés au laboratoire de Nice, grâce à un système de chromatographie à deux colonnes (dite chromatographie multidimensionnelle) très performant ».

Dix composés organiques différents appartenant à la classe des aldéhydes ont été ainsi identifiés, parmi lesquels le glycolaldéhyde et le glycéraldéhyde, deux espèces de la famille des sucres. Or ces deux espèces sont des précurseurs dans la synthèse des ribonucléotides, eux-mêmes précurseurs pour la formation d’ARN. Grâce à cette découverte, les chercheurs montrent que les glaces extraterrestres sont le lieu de formation d’un ensemble diversifié de molécules organiques nécessaires à la vie. En outre, les résultats obtenus par l’équipe décrivent des processus valables dans tout l’univers, et non seulement dans notre système solaire. Ces résultats complètent les recherches effectuées précédemment par la même équipe, qui avaient conduit à l’observation d’une production d’acides aminés, d’autres briques élémentaires nécessaires à la vie, à partir desquels sont formés les protéines. En vingt ans de recherches, les chercheurs de l’Université ont ainsi réussi à isoler trente acides aminés sur des "comètes artificielles".

La mission Rosetta chargée de découvrir les mêmes molécules in situ

Il reste toutefois pour donner toute leur ampleur à ces résultats à montrer que ces mêmes molécules existent bel et bien dans les glaces interstellaires. C’est le but de la mission Rosetta, dont l’Université est partie prenante, et des mesures qu’elle pourra effectuer à partir des prélévements faits dans le sous-sol de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko par le robot Philae. Celle-ci est équipée d’un instrument, Cosac, spécifiquement chargé de prélever les molécules de la comète. Il est constitué d’un spectromètre de masse analysant les échantillons issus du gaz de la comète, et du gaz obtenu à partir des forages du sous-sol. Un système de chauffage des échantillons dans un four, jusqu’à 600°C, permet d’observer la composition moléculaire des gaz. « Nous attendons les résultats de la mission Rosetta, conclue Cornelia Meinert, qui doit confirmer que les molécules sont vraiment là, pour supporter la théorie selon laquelle toutes les molécules sont dans l'espace. Si c'est la cas, alors le processus marche dans tous l'espace ».

Si la mission permettait de découvrir des acides aminés et des aldéhydes, nous n’aurions pas pour autant la preuve que la vie est apparue sur terre par cette voie. En revanche, nous saurions que partout dans l’espace, les molécules nécessaires à la vie peuvent également se former, et éventuellement essaimer, ou avoir essaimé, sur une autre planète.

Pics de détection des sucres et aldéhydes issus de l'évoltion des analogues de glaces pré-cométaires (PNAS-2015) (crédits : Cornelia Meinert, CNRS-Institut de Chimie)

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