VERS LA DÉTECTION DE BIOSIGNATURES D’EXOPLANÈTES AVEC DES MOUVEMENTS DE GRANDE AMPLITUDE PAR SPECTROSCOPIE HAUTE RÉSOLUTION – EXOBIOLAM

La recherche de la vie dans l’Univers est une formidable motivation pour la détection de planètes au-delà de notre système solaire. Lancé fin 2021, le télescope spatial James Webb (JWST) nous permet désormais d’étudier les atmosphères de la grande diversité des exoplanètes. Suite aux avancées révolutionnaires des télescopes (présents et futurs comme la mission Ariel prévue en 2029), la recherche d’exoplanètes « habitables » avec des atmosphères stables et celle des gaz dits de biosignature sont entrées dans une nouvelle phase. Les gaz de biosignature sont produits par des organismes vivants qui s’accumulent dans l’atmosphère à des niveaux détectables et seraient le signe d’une vie extraterrestre. Les données spectroscopiques à haute résolution jouent un rôle crucial dans la caractérisation des exoplanètes. La spectroscopie peut quantifier l’abondance de diverses espèces moléculaires, ce qui permet en retour de déduire les compositions et les conditions physiques des atmosphères de ces planètes.
La détermination de la composition atmosphérique des exoplanètes dépend fortement de la spectroscopie moléculaire. Cependant, le manque de données de laboratoire sur de nombreuses espèces moléculaires, en particulier pour les molécules contenant un ou deux groupe(s) méthyle(s) de rotation interne, appelé « mouvement(s) de grande amplitude » (LAM), limite actuellement la modélisation des exoplanètes. Pour remédier à cette limitation, la spectroscopie de laboratoire est nécessaire. Le premier objectif du projet EXOBIOLAM est de combler le manque dans les études de spectroscopie à haute résolution pour les molécules contenant un ou deux LAM(s) avec des développements théoriques, analytiques et expérimentaux originaux. Le deuxième objectif est d'intégrer ces données spectrales dans un modèle avancé qui couple la cinétique chimique et la détermination des atmosphères d'exoplanètes, en étudiant des molécules planétologiques au-delà de molécules "primaires" comme CO, CO2, H2O, CH4, NH3) afin de préparer les observations futures.