L’astéroïde Bennu, découvert en 1999, est surveillé de très près car nous savons qu’il contient des matériaux primitifs qui pourraient nous donner de précieuses informations quant à la formation de notre Système solaire et à l’origine de la vie sur Terre. Depuis que la mission OSIRIS-REx organisée par la NASA a rapporté 250 grammes de sa roche il y a deux ans, nous en avons eu la confirmation : ce géocroiseur transporte avec lui des traces d’eau et des molécules organiques vieilles de plusieurs milliards d’années. D’autres analyses ont depuis été menées sur ces échantillons, et nous sommes désormais certains que des sucres complexes extraterrestres sont présents à sa surface.
Pour éviter toute confusion, précisons d’emblée la terminologie. Ici, « extraterrestres » ne signifie évidemment pas « biologiques » ou « vivants », mais que ces sucres se sont simplement formés hors de la Terre. Ces molécules ont été synthétisées dans l’espace, puis conservées dans la matrice minérale de Bennu depuis les premiers âges du Système solaire. Le 2 décembre, trois études ont été publiées concernant cette découverte ; deux dans la revue Nature Astronomy (consultables librement sur cette page et celle-ci), et une autre dans Nature Geoscience. Ensemble, elles viennent confirmer ce que les astrobiologistes soupçonnaient déjà : Bennu, chimiquement parlant, est un atéroïde primitif hors-norme.
Avant la vie, la chimie : que nous apprend Bennu ?
L’une des études (Nature Geoscience) s’est intéressée à la chimie prébiotique de Bennu, soit l’ensemble des réactions chimiques qui peuvent produire des molécules complexes sans intervention biologique. En analysant les échantillons rapportés par OSIRIS-REx, les chercheurs ont identifié deux sucres différents : le ribose, un sucre à cinq atomes de carbone qui forme l’ossature de l’ARN (Acide ribonucléique), et le glucose, un sucre à six carbones jamais observé auparavant dans un matériau extraterrestre.
Ces molécules, en elles-mêmes, ne sont pas des signatures biologiques, mais elles sont la preuve irréfutable que des composés indispensables au fonctionnement des systèmes biologiques pouvaient se former dans l’espace, en l’absence totale de toute forme de vie. Le vivant, tel que nous le connaissons aujourd’hui d’un point de vue chimique, existait donc déjà avant que notre planète ne se forme, du moins sous la forme de ses composants fondamentaux.
Dans les mêmes échantillons, les chercheurs n’ont pas retrouvé de désoxyribose, un sucre qu’on peut surnommer la « colonne vertébrale » de l’ADN (Acide désoxyribonucléique). Proche du ribose dans sa structure chimique, le désoxyribose s’en distingue de manière fondamentale : c’est le ribose qui est l’ossature de l’ARN, contrairement à l’ADN ; une différence extrêmement importante.
Retrouver du ribose sur Bennu revient donc à renforcer une théorie centrale de l’astrobiologie : l’hypothèse du monde à ARN. Celle-ci voudrait que l’ARN ait été, au départ, une sorte de molécule « couteau suisse ». Assez simple pour se former spontanément dans un environnement prébiotique, mais suffisamment polyvalente pour soutenir deux processus essentiels à la vie : conserver une information chimique et provoquer des réactions autour d’elle.
Cela signifie que, bien avant que n’apparaisse l’ADN, des systèmes chimiques rudimentaires pouvaient déjà se former et évoluer. La vie sur Terre pourrait être, à cet égard, l’aboutissement d’un processus chimique qui a débuté des milliards d’années avant que notre planète ne soit née. N’oublions pas que d’autres briques élémentaires du vivant (acides aminés, nucléobases et acides carboxyliques) ont déjà été retrouvées sur Bennu : il est donc, à ce jour, la plus vieille archive chimique du Système solaire.
Des matériaux inconnus et une poussière plus ancienne que le Soleil
La seconde étude (Nature Astronomy) a démontré que Bennu transporte également d’autres composés à sa surface. Le premier de ces composés est décrit comme une « gomme spatiale » : une substance polymérique (similaire au plastique) visqueuse, très riche en azote et en oxygène, qui ne correspond à aucun matériau naturel que l’on ait déjà observé dans l’espace.
Selon les analyses, elle se serait formée très tôt, lorsque Bennu était encore un jeune astéroïde, et a évolué sous l’effet des radiations spatiales et autres réactions chimiques, pour devenir, en partie, hydrophobe (résistante à l’eau). Au départ, ce polymère devait être soluble ou réactif, comme beaucoup de composés organiques simples, mais il a changé de nature.
La présence de cette gomme nous oblige également à revoir l’idée selon laquelle l’eau ne serait qu’un élément perturbateur, dissolvant et détruisant tous les composés organiques solubles. Dans ce cas précis, l’évolution de ce polymère semble avoir précédé, voire accompagné, ces épisodes aqueux, donnant la possibilité à ce composé de subsister là où d’autres disparaissaient.
Bennu étant issu d’un corps parent plus gros, qui a connu une phase d’échauffement ayant permis à l’eau de circuler à l’intérieur des roches, la plupart des composés organiques ont été éliminés par la chaleur et les changements de composition induits par l’eau. Le fait que ce polymère soit encore présent indique qu’il a acquis très tôt des propriétés de résistance à un environnement hostile, ce qui est assez exceptionnel. En effet, rares sont les matériaux organiques qui peuvent résister dans des conditions si rudes, ce qui nous laisse penser qu’il appartient à une catégorie que nous ne connaissons pas encore.
La troisième étude (Nature Astronomy) s’est intéressée à des grains présolaires sur la surface de Bennu : de minuscules particules solides formées dans l’enveloppe d’étoiles en fin de vie ou lors d’explosions de supernovas, puis dispersées dans l’espace. Ces grains, comme leur nom l’indique, existaient déjà avant que naisse notre Système solaire et ont ainsi été incrustés, tels quels, dans les matériaux qui allaient former ses premiers corps solides (astéroïdes primitifs, planétésimaux, etc.)
Dans les échantillons, les chercheurs en ont retrouvé une quantité exceptionnelle : environ six fois plus que n’importe quel corps céleste étudié jusqu’à présent. Une telle abondance est l’ultime preuve que la genèse de Bennu s’est déroulée dans une région du disque proto-solaire particulièrement riche en poussières issues d’étoiles mortes.
L’astéroïde, dans ses jeunes années, baignait ainsi dans un environnement saturé de débris stellaires, qui se sont agrégés pour le former et lui donner sa forme actuelle : un astéroïde de 500 mètres de diamètre, pesant environ 73 milliards de tonnes. Ces nouvelles analyses ne nous aident, certes, pas énormément pour comprendre comment la vie est apparue, mais elles nous mettent sur le chemin pour comprendre avec quels élements elle a pu un jour émerger. Il faut parfois se contenter de peu en astrobiologie, car la grande question de l’origine de la vie se résout d’abord par l’étude de ses précurseurs. À cet égard, Bennu est sans aucun doute l’un de nos meilleurs alliés (comme l’étude des processus géochimiques martiens), car il est un témoin très bavard d’une époque où l’Univers primordial était déjà fortement actif. Si la vie sur Terre est un réellement un « accident », nous avons toutes les preuves sous les yeux nous démontrant que l’Univers l’avait bien préparé. Peut-on vraiment, dans ce cas, parler d’accident ?
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