La vie, ailleurs ?
Vincent Boqueho
Morceaux choisis
N'ayons pas peur des mots: le lien entre
le corps et l'esprit est sans doute la plus grande énigme de la Nature.
Etre vivant: système matériel capable de
se répliquer presque à l'identique. Il est notamment caractérisé par une
structure complexe et ordonnée.
Intelligence: capacité à établir des
liens entre un grand nombre de données pour en déduire une donnée nouvelle.
Atome : brique essentielle de la matière
constitué d'un noyau regroupant des protons et des neutrons, environné par un
nuage d'électrons. On parle d'élément lorsqu'on ne s'intéresse qu'au nombre de
protons. L'élément le plus léger est l'hydrogène (un seul proton), l'élément le
plus lourd présent sur Terre est l'uranium (92 protons).
L'hélium et le néon sont totalement
inertes chimiquement (gaz nobles): ils ne peuvent pas s'associer à d'autres
atomes pour former des molécules et des édifices plus complexes.
Le fer est cinquante six fois plus lourd
que l'hydrogène, et trois fois et demie plus lourd que l'oxygène. Ainsi, il
tend systématiquement à plonger au cœur des planètes.
|
Nom |
Masse |
Proportion
(en nombre d'atomes) |
|
Hydrogène |
1 |
73.9 % |
|
Hélium |
4 |
24.0 % |
|
Oxygène |
16 |
1,04 % |
|
Carbone |
12 |
0.460 % |
|
Néon |
20 |
0.134 % |
|
Fer |
56 |
0.109 % |
|
Azote |
14 |
0.0960 % |
La molécule d'eau est de loin la plus
abondante capable de favoriser les réactions chimiques.
Cellule: unité auto-reproductrice qui est
la base du vivant sur Terre.
Bactérie: cellule autonome sans noyau.
Les eucaryotes sont apparus lorsque le
dioxygène a commencé à s'accumuler dans l'atmosphère (l'ADN s'est réfugié dans
un noyau au cœur de la cellule pour se protéger davantage de l'environnement
extérieur, devenu plus agressif).
Pourquoi l'oxygène créé par les
cyanobactéries depuis 3,5 milliards d'année ne s'est-il pas accumulé dès le
début ?
Les matériaux réducteurs venus de
l'intérieur de la Terre ont créé un environnement hostile au dioxygène: le
dioxygène était détruit au fur et à mesure qu'il était formé, car il réagissait
avec ces métaux.
Un réducteur est une molécule capable de
donner des électrons à une autre molécule. Un oxydant est une molécule capable
d'en recevoir. Un bon oxydant et un bon réducteur ont donc tendance à réagir
naturellement ensemble, ce qui conduit à un réagencement des molécules.
Un métazoaire est un organisme vivant
constitué d'un assemblage structuré de cellules eucaryotes. Les protozoaires
sont des cellules eucaryotes autonomes: elles peuvent s'assembler en colonies,
mais sans constituer un organisme vivant. Dès leur apparition, les cellules
eucaryotes ont formé ces deux types d'édifices.
L'ozone a commencé à se former lorsque la
concentration de dioxygène devenait importante. La vie peut alors se rapprocher
de la surface et bénéficier de toute l'énergie du rayonnement visible.
Le dauphin est un mammifère qui est
repassé du milieu terrestre (ancêtre de l'hippopotame) au milieu marin.
Epicure: "ce n'est pas seulement le
nombre d'atomes, c'est celui des mondes qui est infini dans l'!Univers".
Dans une étoile la pression du
rayonnement compense l'action de la gravitation et empêche l'étoile de se
contracter davantage.
Plus le temps passe, plus la composition
de l'Univers favorise la naissance de la vie.
Population I: étoiles riches en éléments
lourds formées il y a moins de 10 à 11 milliards d'années. Présence nombreuse
de système planétaires. La très grande majorité des étoiles de notre galaxie
appartient à cette population.
Population II: étoiles les plus vieilles
entre 11 et 13.5 milliards d'années. Peu d'éléments lourds. Systèmes
planétaires peu probable. Seules les étoiles moins massives subsistent encore
aujourd'hui.
Population III: aucune étoile de cette
génération ne subsiste aujourd'hui. Elles devaient être très nombreuses au tout
début de l'histoire de l'Univers. Etant donné la densité d'hydrogène et
d'hélium à l'origine, ces étoiles devaient être incroyablement massives, ce qui
expliquerait qu'elles aient toutes disparu depuis longtemps (très faible durée
de vie)
Naine rouge: étoiles rougeoyantes peu
massives et peu lumineuses. Ce sont les étoiles les plus abondantes dans
l'Univers. Leur durée de vie est supérieure à l'âge actuel de l'Univers, et la
population de naines rouges croît donc peu à peu encore aujourd'hui.
Les étoiles très lumineuses et bleutées
(signe d'une très grande masse) sont de mauvaises candidates pour la recherche
de la vie.
Types
d'étoiles
Type "O": étoiles bleues, extrêmement massives et
lumineuses, dont la durée de vie est de l'ordre du million d'années.
Extrêmement rares dans la galaxie, du fait de leur courte durée de vie, mais
elles sont particulièrement visibles. En fin de vie, elles explosent en
supernovae et peuvent devenir des trous noirs.
Type "B": étoiles bleutées et
très lumineuses vivant une dizaine de millions d'années. Les plus massives
explosent en supernovae et formènes des
étoiles à neutrons.
Type "A": étoiles blanches
vivant quelques centaines de millions d'années, assez communes. Etant donné
leur forte luminosité, elles sont surreprésentées dans le ciel nocturne, et
beaucoup d'étoiles visibles à l'œil nu sont de ce type. La plupart sont trop
peu massives pour former une supernova en fin de vie, et se contentent de
devenir une naine blanche.
Type "F": ces étoiles sont très
similaires à celles de type "A", mais généralement moins massives.
Leur durée de vie peut être de un à quelques milliards d'années, ce qui
implique que le développement d'une vie intelligente est possible autour de
telles étoiles.
Type "G": étoiles jaunes telles
que le soleil, dont l'âge est de l'ordre de la dizaine de milliards d'années.
Elles sont plus nombreuses que les étoiles précédentes, mais étant moins
lumineuses, semblent plus rares dans le ciel nocturne.
Type "K": étoiles orangées,
fréquentes dans la galaxie mais en général invisibles à l'œil nu. La plupart
sont des naines dont la durée de vie est supérieur à l'âge de l'univers.
D'autres, en revanche, sont des étoiles en fin de vie devenues des géantes.
Type "M": ce sont des étoiles
rougeoyantes, les plus abondantes dans la galaxie, "naines rouges"
dans leur grande majorité. Pourtant, aucune n'est visible dans le ciel nocturne
à cause de leur faible luminosité.
Les étoiles approchant de leur fin de vie
et commençant à fabriquer du carbone, de l'azote et de l'oxygène, grossissent
du fait de l'intense pression de rayonnement, jusqu'à former des géantes
rouges, qui sont aussi de type M en général. Les géantes rouges sont très rares
dans la galaxie puisqu'il ne s'agit que d'un état de transition. Mais du fait
de leur taille gigantesque, beaucoup d'entre elles sont visibles dans le ciel
nocturne, bien que situées à grande distance: par exemple, Bételgeuse est si
grosse qu'elle s'étendrait jusqu'à la ceinture d'astéroïdes si on la mettait à
la place du soleil, englobant Mercure, Vénus, la Terre et Mars.
Moyen
mnémotechnique:
Oh Be A Fine
Girl, Kiss Me !
L'état liquide est physiquement
impossible dans le vide spatial. Une pression minimale est nécessaire pour
qu'un liquide se forme: en pratique, seules de grandes quantités de solide ou
de gaz comprimés par gravitation peuvent créer une telle pression.
Dans le cas de l'eau liquide, cette
pression minimale est de 6 mbar, cad 167 fois moins que la pression
atmosphérique à la surface de la Terre. C'est la pression qui règne à la
surface de Mars : l'eau liquide ne peut pas exister sur Mars mais c'est tout
juste…
|
Planète |
Distance
au soleil |
Diamètre |
Densité |
|
Mercure |
0,39 |
0,38 |
5,4 |
|
Vénus |
0,72 |
0,95 |
5,2 |
|
Terre |
1 |
1 |
5,5 |
|
Jupiter |
5,2 |
11,2 |
1,3 |
|
Saturne |
9,5 |
9,4 |
0,7 |
|
Uranus |
19,2 |
4,0 |
1,2 |
|
Neptune |
30,1 |
3,9 |
1,6 |
L'eau est abondante dans l'univers. La
plupart des satellites des géantes gazeuses sont très riches en glace d'eau.
Io est tellement chauffé par le mécanisme
de marée qu'il possède une activité volcanique débridée se chargeant d'expulser
ce trop-plein d'énergie.
Europe est aussi chauffé par ce phénomène
autorisant l'existence d'eau liquide sous sa surface glacée.
Il en est aussi peut être de même pour
Ganymède.
Naine brune: boule de gaz suffisamment
massive pour déclencher la fusion du deutérium, mais trop peu massive pour
déclencher la fusion de l'hydrogène comme dans une étoile. La majorité de
l'énergie d'une naine brune provient de sa contraction gravitationnelle; elle
est émise sous forme de rayonnements infrarouges. Il s'agit d'un astre
intermédiaire entre la géante gazeuse et l'étoile.
|
Satellite |
Planète |
Diamètre
(km) |
Densité |
|
Triton |
Neptune |
2700 |
2,1 |
|
Titan |
Saturne |
5150 |
1,9 |
|
Callisto |
Jupiter |
4820 |
1,8 |
|
Ganymède |
Jupiter |
5260 |
1,9 |
|
Europe |
Jupiter |
3120 |
3,0 |
|
Io |
Jupiter |
3640 |
3,5 |
|
Lune |
Terre |
3470 |
3,3 |
Planètes chtoniennes: géantes gazeuses
ayant migrées à proximité de leur étoile.
Elles pourraient être des planètes océans.
Sur Terre, l'équivalent de 90 bars de
dioxyde de carbone vénusiens est passé presque intégralement sous forme de
carbonates sur Terre dans les fonds marins. C'est l'eau liquide qui a permis de
maintenir des conditions favorables à l'eau liquide.
Les vents sont dus aux différences de
pression atmosphérique, elles-mêmes liées aux différences de température.
Le
dioxygène est un très bon oxydant et possède beaucoup d'énergie chimique.
1 cm3 d'une étoile à neutrons pèse un
milliard de tonnes.
Uranium (énergie nucléaire libérée par
fission): 10 000
Deutérium (énergie nucléaire libérée par
fusion): 40 000
Antimatière (énergie de masse): 100 000
000
