Des astrophysiciens explorent les liens entre l'oxygène atmosphérique et la détection de technologies extraterrestres sur des planètes lointaines

Dans leur quête pour comprendre le potentiel de vie au-delà de la Terre, les chercheurs élargissent leurs recherches pour englober non seulement les marqueurs biologiques, mais également les marqueurs technologiques. Si les astrobiologistes reconnaissent depuis longtemps l’importance de l’oxygène pour la vie telle que nous la connaissons, l’oxygène pourrait également être la clé du développement de technologies avancées à l’échelle planétaire.

Dans une nouvelle perspective publiée dans Astronomie naturelleAdam Frank, professeur Helen F. et Fred H. Gowen de physique et d'astronomie à l'Université de Rochester et auteur de The Little Book of Aliens (Harper, 2023), et Amedeo Balbi, professeur agrégé d'astronomie et d'astrophysique à l'Université de Rome Tor Vergata, en Italie, souligne les liens entre l'oxygène atmosphérique et l'essor potentiel des technologies avancées sur des planètes lointaines.

“Nous sommes prêts à trouver des signatures de vie sur des mondes extraterrestres”, déclare Frank. “Mais comment les conditions sur une planète nous renseignent-elles sur les possibilités d'une vie intelligente et productrice de technologie ?”

“Dans notre article, nous explorons si une composition atmosphérique serait compatible avec la présence d'une technologie avancée”, explique Balbi. “Nous avons constaté que les exigences atmosphériques pourraient être très strictes.”

Allumer les technosphères cosmiques

Frank et Balbi postulent qu'au-delà de sa nécessité pour la respiration et le métabolisme des organismes multicellulaires, l'oxygène est essentiel au développement du feu et que le feu est une caractéristique d'une civilisation technologique. Ils approfondissent le concept de « technosphères », de vastes domaines de technologie avancée qui émettent des signes révélateurs – appelés « technosignatures » – d’une intelligence extraterrestre.

Sur Terre, le développement de la technologie exigeait un accès facile à la combustion à l’air libre – le processus au cœur du feu, dans lequel quelque chose est brûlé en combinant un combustible et un comburant, généralement de l’oxygène. Qu’il s’agisse de cuisiner, de forger des métaux pour les structures, de fabriquer des matériaux pour les maisons ou d’exploiter l’énergie grâce à la combustion de combustibles, la combustion a été le moteur des sociétés industrielles.

En remontant à l'histoire de la Terre, les chercheurs ont découvert que l'utilisation contrôlée du feu et les progrès métallurgiques ultérieurs n'étaient possibles que lorsque les niveaux d'oxygène dans l'atmosphère atteignaient ou dépassaient 18 pour cent. Cela signifie que seules les planètes présentant des concentrations significatives d’oxygène seront capables de développer des technosphères avancées, et donc de laisser des technosignatures détectables.

Le goulot d’étranglement de l’oxygène

Les niveaux d'oxygène nécessaires au maintien biologique d'une vie et d'une intelligence complexes ne sont pas aussi élevés que les niveaux nécessaires à la technologie. Ainsi, même si une espèce peut émerger dans un monde sans oxygène, elle ne pourra pas devenir une espèce technologique, selon aux chercheurs.

“Vous pourriez être en mesure d'acquérir de la biologie – vous pourriez même être en mesure d'obtenir des créatures intelligentes – dans un monde qui n'a pas d'oxygène”, dit Frank, “mais sans une source de feu prête à l'emploi, vous ne pourrez jamais vous développer à un niveau supérieur. technologie parce qu'une technologie plus élevée nécessite du combustible et de la fonte.

Entrez dans le « goulot d'étranglement de l'oxygène », un terme inventé par les chercheurs pour décrire le seuil critique qui sépare les mondes capables de favoriser les civilisations technologiques de ceux qui ne le sont pas. Autrement dit, les niveaux d’oxygène constituent un goulot d’étranglement qui entrave l’émergence de technologies avancées.

“La présence de niveaux élevés d'oxygène dans l'atmosphère est comme un goulot d'étranglement qu'il faut franchir pour avoir une espèce technologique”, explique Frank. “Tout le reste peut s'arranger, mais s'il n'y a pas d'oxygène dans l'atmosphère, il n'y aura pas d'espèce technologique.”

Cibler les hotspots extraterrestres

La recherche, qui aborde une facette jusqu’alors inexplorée de la quête cosmique de la vie intelligente, souligne la nécessité de donner la priorité aux planètes à niveaux d’oxygène élevés lors de la recherche de technosignatures extraterrestres.

“Cibler les planètes avec des niveaux d'oxygène élevés devrait être une priorité, car la présence ou l'absence de niveaux élevés d'oxygène dans l'atmosphère des exoplanètes pourrait être un indice majeur pour trouver des technosignatures potentielles”, explique Frank.

“Les implications de la découverte d'une vie technologique intelligente sur une autre planète seraient énormes”, ajoute Balbi. “Par conséquent, nous devons être extrêmement prudents dans l'interprétation des détections possibles. Notre étude suggère que nous devrions être sceptiques quant aux technosignatures potentielles provenant d'une planète avec un manque d'oxygène atmosphérique.”