Les scientifiques ont mesuré les couleurs de microbes vivant haut dans l'atmosphère terrestre, révélant des pigments qui protègent contre la lumière UV. Ces découvertes suggèrent que des biosignatures similaires dans les nuages d'exoplanètes pourraient indiquer une vie extraterrestre. La recherche fournit des spectres de référence pour les futures observations astronomiques.
Les micro-organismes prospèrent dans la stratosphère terrestre à des concentrations allant jusqu'à 100 000 par mètre cube, contribuant à la formation des nuages. Ces microbes produisent des pigments tels que les caroténoïdes, qui créent des teintes jaunes, orange et roses pour se protéger contre l'intense rayonnement ultraviolet à des altitudes comprises entre 3 et 38 kilomètres.
Ligia Coelho à l'Université Cornell dans l'État de New York a dirigé une équipe qui a analysé des microbes collectés par Brent Christner à l'Université de Floride à l'aide de ballons à hélium et de tiges adhésives. En cultivant ces échantillons et en mesurant leurs spectres de réflectance, les chercheurs ont généré des données sur la façon dont ces pigments interagissent avec la lumière. Ils ont également modélisé les variations spectrales sous différentes conditions planétaires, telles que des environnements plus humides ou plus secs.
"Pour la première fois, nous disposons maintenant de spectres de réflectance réels de micro-organismes pigmentés de l'atmosphère qui peuvent être utilisés comme données de référence pour modéliser et détecter la vie dans les nuages", déclare Coelho. Elle souligne que les biopigments servent de biosignature universelle, compte tenu du rôle des UV comme facteur de stress pour la vie sur toute planète éclairée par une étoile. "Les biopigments sont une biosignature puissante et étonnamment universelle", ajoute Coelho. "Puisque les UV sont un facteur de stress universel pour la vie sur toute planète avec une étoile, il est plausible que des pigments réfléchissants servant la même fonction puissent évoluer ailleurs aussi."
Les astronomes détectent actuellement les biosignatures potentielles sur les exoplanètes en analysant la lumière réfléchie pour des gaz comme l'oxygène et le méthane, ou des marqueurs de surface comme la chlorophylle. Les nuages ont traditionnellement obscurci ces signaux, mais l'étude montre que des concentrations élevées de microbes aériens pourraient altérer les spectres d'une planète de manière détectable. Les simulations indiquent que des densités similaires aux blooms d'algues océaniques seraient nécessaires pour l'observation avec des instruments comme l'Observatoire des Mondes Habitables proposé par la NASA.
"Nos simulations planétaires montrent que si les nuages d'une planète avaient des concentrations élevées de ces micro-organismes, leurs spectres pourraient changer de manière détectable", note Coelho. Cependant, des défis persistent, car les niveaux de microbes atmosphériques de la Terre sont inférieurs aux seuils de détection actuels.
Clare Fletcher à l'Université de New South Wales accueille favorablement la combinaison de recherches sur les caroténoïdes avec la détection de chlorophylle, mais met en garde que cela suppose une vie semblable à celle de la Terre sur les exoplanètes. Peter Tuthill à l'Université de Sydney exprime un scepticisme quant à la distinction de ces signaux faibles du bruit à des distances comme 20 parsecs.
Les résultats sont détaillés dans un preprint sur arXiv (DOI: 10.48550/arXiv.2509.25173).