Présentation du Labex P2IO
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Recherche des conditions d’apparition de la vie Nuit des 2 infinis, Massy, 09/10/2012 Recherche des conditions d’apparition de la vie Nuit des 2 infinis, Massy, 09/10/2012 Recherche des conditions d’apparition de la vie Jean-Pierre Bibring IAS Institut d’Astrophysique Spatiale Orsay Nuit des 2 infinis, Massy, 09/10/2012 comment, à partir de quatre particules essentiellement, a l’Univers s’est-il construit une telle diversité, par le seul jeu des arrangements… u d + e ν comment, à partir de quatre particules essentiellement, a l’Univers s’est-il construit une telle diversité, par le seul jeu des arrangements u d + e ν Tout au long du XXème siècle, la physique a construit un modèle d’évolution cosmique basée sur celle de la complexification progressive de la matière : des « particules élémentaires », initialement formées dans le creuset d’un Big Bang, travaillées ensuite en noyaux plus massifs au sein d’étoiles, se sont liées en molécules, puis en molécules organiques, jusqu’à l’émergence du vivant. Tout au long du XXème siècle, la physique a construit un modèle d’évolution cosmique basée sur celle de la complexification progressive de la matière : des « particules élémentaires », initialement formées dans le creuset d’un Big Bang, travaillées ensuite en noyaux plus massifs au sein d’étoiles, se sont liées en molécules, puis en molécules organiques, jusqu’à l’émergence du vivant. BB découplage galaxies complexité étoiles planètes terres Tout au long du XXème siècle, la physique a construit un modèle d’évolution cosmique basée sur celle de la complexification progressive de la matière : des « particules élémentaires », initialement formées dans le creuset d’un Big Bang, travaillées ensuite en noyaux plus massifs au sein d’étoiles, se sont liées en molécules, puis en molécules organiques, jusqu’à l’émergence du vivant. BB découplage galaxies particules élémentaires complexité étoiles planètes terres noyaux molécules vivant BB découplage galaxies particules élémentaires ↑ H → C, N, O, P, Si, … étoiles planètes terres noyaux molécules vivant BB découplage galaxies particules élémentaires ↑ H → C, N, O, P, Si, … étoiles planètes terres noyaux molécules vivant ↑ H2O, CO2, CH4, … BB découplage galaxies particules élémentaires ↑ H → C, N, O, P, Si, … étoiles planètes terres noyaux molécules vivant ↑ H2O, CO2, CH4, … ↑ ? BB découplage particules élémentaires galaxies étoiles planètes terres noyaux molécules vivant ↑ ? Jusqu’à récemment, l’unique chaînon qui semblait manquer était le dernier BB découplage particules élémentaires galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes terres noyaux molécules vivant ↑ ? Aujourd’hui, les processus de formation des objets sont remis en question Comment se forment et évoluent les étoiles ? BB découplage particules élémentaires galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes terres noyaux molécules vivant Comment se forment et évoluent les étoiles ? Comment se forment et évoluent les planètes ? BB découplage particules élémentaires galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes terres noyaux molécules vivant Comment se forment et évoluent les étoiles ? Comment se forment et évoluent les planètes ? Comment se forme et évolue une Terre? BB découplage particules élémentaires galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes terres noyaux molécules vivant Comment se forment et évoluent les étoiles ? Comment se forment et évoluent les planètes ? Comment se forme et évolue une Terre? BB découplage galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes terres Quelle est la séquence des processus qui conduisent à l’effondrement gravitationnel d’un nuage moléculaire, vers l’apparition d’étoiles et de leur cortège de planètes, et à la synthèse d’organismes vivants ? Comment se forment et évoluent les étoiles ? Comment se forment et évoluent les planètes ? Comment se forme et évolue une Terre? BB découplage galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes terres Quelle est la séquence des processus qui conduisent à l’effondrement gravitationnel d’un nuage moléculaire, vers l’apparition d’étoiles et de leur cortège de planètes, et à la synthèse d’organismes vivants ? Les laboratoires de P2IO sont très impliqués dans cette quête, en combinant expériences de laboratoire, observations astronomiques et spatiales, modélisation BB découplage galaxies étoiles planètes Comment l’évolution dynamique de la matière interstellaire conduit-elle à la formation d’étoiles ? terres BB découplage galaxies étoiles planètes Comment l’évolution dynamique de la matière interstellaire conduit-elle à la formation d’étoiles ? Observatoires spatiaux, dans le visible et l’infrarouge essentiellement : Hershel aujourd’hui terres image composite à 250, 350 et 500 µm La turbulence interstellaire supersonique crée des filaments POLARIS image composite à 70, 250 et 700 µm La turbulence interstellaire supersonique crée des filaments puis la gravité engendre des systèmes proto-stellaires AQUILA image composite à 70, 250 et 700 µm La turbulence interstellaire supersonique crée des filaments puis la gravité engendre des systèmes proto-stellaires IC5146 BB découplage galaxies étoiles planètes Comment l’évolution dynamique des disques protostellaires conduit-elle à la formation d’exoplanètes ? terres Giordano Bruno . . . . . . . . . . . . . 1548 - 1600 . . . . . BB découplage galaxies étoiles planètes terres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Giordano Bruno . . . . . . . . . Les étoiles .sont autant de Soleils . 1548 - 1600 . . . . . . . BB découplage galaxies étoiles planètes terres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Giordano Bruno . . . . 1548 - 1600 . . . . . Les étoiles .sont autant de Soleils Il y a pluralité des mondes . . . . . . . . BB découplage galaxies étoiles planètes terres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Emmanuel Kant 1724 - 1804 Pierre-Simon Laplace 1749 - 1827 étoiles et planètes sont issus d’une même nébuleuse BB découplage galaxies étoiles planètes terres Michel Mayor 1995 Didier Quelloz découverte de la première exoplanète, pas ses effets sur l’étoile centrale BB découplage Masse : 0,47 MJupiter Période : 4,2 jours Distance : 0,05 U.A. galaxies étoiles planètes terres Michel Mayor 1995 Didier Quelloz découverte de la première exoplanète, pas ses effets sur l’étoile centrale BB découplage Masse : 0,47 MJupiter Période : 4,2 jours Distance : 0,05 U.A. galaxies étoiles “Jupiter chaud” planètes terres Michel Mayor 1995 Didier Quelloz découverte de la première exoplanète, pas ses effets sur l’étoile centrale BB découplage Masse : 0,47 MJupiter Période : 4,2 jours Distance : 0,05 U.A. galaxies étoiles “Jupiter chaud” planètes terres Michel Mayor 1995 Didier Quelloz découverte de la première exoplanète, pas ses effets sur l’étoile centrale BB découplage Masse : 0,47 MJupiter Période : 4,2 jours Distance : 0,05 U.A. galaxies étoiles “Jupiter chaud” planètes terres BB découplage galaxies étoiles planètes Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. terres BB découplage galaxies étoiles planètes Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. Premier observatoire spatial, dans le visible : Corot terres Période : 0,85 jours Rayon : 1,68 Rterre Masse : 4,8 MTerre T < - 50 ° C ? T > 1500 ° C ? Période : 0,85 jours Rayon : 1,68 Rterre Masse : 4,8 MTerre Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. Un grand nombre d’étoiles sont entourées de planètes Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. Nombreuses planètes géantes très proches de leur étoile Un grand nombre d’étoiles sont entourées de planètes Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. Tout en croissant, les planètes migrent vers leur étoile Nombreuses planètes géantes très proches de leur étoile Un grand nombre d’étoiles sont entourées de planètes Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. Notre système apparait de plus en plus particulier (spécifique) Tout en croissant, les planètes migrent vers leur étoile Nombreuses planètes géantes très proches de leur étoile Un grand nombre d’étoiles sont entourées de planètes Depuis, plusieurs centaines d’exoplanètes ont été identifiées, du sol et de l’espace. Comment se forment et évoluent les étoiles ? Comment se forment et évoluent les planètes ? Comment se forme et évolue une Terre? BB découplage galaxies ? ? ? ↓ ↓ ↓ étoiles planètes Comment l’évolution dynamique du système solaire a-t-il conduit aux planètes telles qu’on les découvre aujourd’hui ? terres ● ● ● ● 30 années d’exploration spatiale ● ● ● ● ● 30 années d’exploration spatiale ● ● ● ● ● ● 30 années d’exploration spatiale diversité origine commune contraste dialectique entre diversité origine commune de l’évolution planétaire ? quels sont les moteurs diversité origine commune de l’évolution planétaire ? quels sont les moteurs diversité ● couverture océanique ● couverture nuageuse ● couverture atmosphérique ● couverture océanique ● couverture nuageuse ● couverture atmosphérique Terre banale ? Vie générique ? ou Terre, unique ? à quelle échelle ? Nous sommes au coeur d’une profonde révolution, dans la prise en compte de ce qui a conduit ● à l’Univers tel que nous l’observons désormais, ● à la place, dans l’espace et le temps, de la Terre et de l’homme. Nous sommes au coeur d’une profonde révolution, dans la prise en compte de ce qui a conduit ● à l’Univers tel que nous l’observons désormais, ● à la place, dans l’espace et le temps, de la Terre et de l’homme. Cette révolution, rendue possible essentiellement par l’accès aux moyens spatiaux, irrigue tous les champs de l’activité sociale. Nous sommes au coeur d’une profonde révolution, dans la prise en compte de ce qui a conduit ● à l’Univers tel que nous l’observons désormais, ● à la place, dans l’espace et le temps, de la Terre et de l’homme. Cette révolution, rendue possible essentiellement par l’accès aux moyens spatiaux, irrigue tous les champs de l’activité sociale. Elle pose en termes tous nouveaux la question de l’émergence de la vie accrétion, migration temps accrétion, migration → migration de Jupiter jusqu’à < 1,5 UA temps accrétion, migration → migration de Jupiter jusqu’à < 1,5 UA nettoyage de la cavité solaire > 1 UA temps arrivée de Saturne, et blocage de la migration accrétion, migration → migration de Jupiter jusqu’à < 1,5 UA nettoyage de la cavité solaire > 1 UA temps migration arrière de Saturne et Jupiter arrivée de Saturne, et blocage de la migration accrétion, migration → migration de Jupiter jusqu’à < 1,5 UA nettoyage de la cavité solaire > 1 UA temps croissance « anhydre» des planètes internes migration arrière de Saturne et Jupiter arrivée de Saturne, et blocage de la migration accrétion, migration → migration de Jupiter jusqu’à < 1,5 UA nettoyage de la cavité solaire > 1 UA temps apport « externe » de glaces et volatils croissance « anhydre» des planètes internes migration arrière de Saturne et Jupiter arrivée de Saturne, et blocage de la migration accrétion, migration → migration de Jupiter jusqu’à < 1,5 UA nettoyage de la cavité solaire > 1 UA temps accrétion, migration temps accrétion, migration impacts géants temps accrétion, migration impacts géants → La Terre portée à haute température (magma) temps accrétion, migration impacts géants → formation d’un disque de gaz circumterrestre La Terre portée à haute température (magma) temps formation de la Lune (accrétion dans le disque) accrétion, migration impacts géants → formation d’un disque de gaz circumterrestre La Terre portée à haute température (magma) temps refroidissement du magma : remontée d’eau formation de la Lune (accrétion dans le disque) accrétion, migration impacts géants → formation d’un disque de gaz circumterrestre La Terre portée à haute température (magma) temps océans stables et tectonique de plaques refroidissement du magma : remontée d’eau formation de la Lune (accrétion dans le disque) accrétion, migration impacts géants → formation d’un disque de gaz circumterrestre La Terre portée à haute température (magma) temps climat terrestre stabilisé (obliquité) par la Lune océans stables et tectonique de plaques refroidissement du magma : remontée d’eau formation de la Lune (accrétion dans le disque) accrétion, migration impacts géants → formation d’un disque de gaz circumterrestre La Terre portée à haute température (magma) temps accrétion, migration impacts géants océans stables temps de l’eau liquide stable ! accrétion, migration impacts géants océans stables temps de l’eau liquide stable ! accrétion, migration impacts géants océans stables → ensemencés de carbone organique ? temps accrétion, migration impacts géants océans stables → matériau (pré-solaire) cométaire ? ensemencés de carbone organique ? temps Comète de Halley (1986) Le plus sombre des objets du système solaire fait majoritairement de glace d’eau (80 %) Comète de Halley (1986) Le carbone est principalement sous forme de macro-molécules organiques complexes Le plus sombre des objets du système solaire fait majoritairement de glace d’eau (80 %) Comète de Halley (1986) CNSR NASA / ESA Le carbone est principalement sous forme de macro-molécules organiques complexes Le plus sombre des objets du système solaire fait majoritairement de glace d’eau (80 %) Comète de Halley (1986) CNSR NASA / ESA ROSETTA ESA Le carbone est principalement sous forme de macro-molécules organiques complexes Le plus sombre des objets du système solaire fait majoritairement de glace d’eau (80 %) Comète de Halley (1986) A défaut de pouvoir rapporter des échantillons au laboratoire, un laboratoire ira sur le noyau CNSR NASA / ESA ROSETTA ESA Le carbone est principalement sous forme de macro-molécules organiques complexes Le plus sombre des objets du système solaire fait majoritairement de glace d’eau (80 %) Comète de Halley (1986) ESA / Rosetta 26 février 2004 26 février 2004 Novembre 2014 accrétion, migration impacts géants océans stables → mission Rosetta ! matériau (pré-solaire) cométaire ? ensemencés de carbone organique ? temps accrétion, migration impacts géants océans stables temps bombardement tardif intense (cratérisation) accrétion, migration impacts géants océans stables temps bombardement tardif intense (cratérisation) accrétion, migration impacts géants océans stables Lune temps bombardement tardif intense (cratérisation) accrétion, migration impacts géants océans stables Lune Mercure Mars temps bombardement tardif intense (cratérisation) Lune Mercure Mars temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures Lune Mercure Mars temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures ? temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures ? Archéen temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures ? émergence de la vie Archéen océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) ? a effacé toutes les traces antérieures car impacts considérés stérélisateurs émergence de la vie Archéen océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures océan émergence de la vie zircons Archéen océan océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures océan émergence de la vie zircons Archéen continuité océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures émergence de la vie Archéen océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) ? a effacé toutes les traces antérieures émergence de la vie Archéen océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures La vie a-t-elle démarré plus tôt ? Comment ? ? émergence de la vie Archéen océan temps bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures Comment le savoir ? La vie a-t-elle démarré plus tôt ? Comment ? ? émergence de la vie Archéen océan temps sauf de Mars ! bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures Comment le savoir ? La vie a-t-elle démarré plus tôt ? Comment ? ? émergence de la vie Archéen océan temps sauf de Mars ! bombardement tardif intense (cratérisation) a effacé toutes les traces antérieures émergence de la vie océan temps argiles OMEGA / Mars Express découverte argiles Mars habitable ? argiles Mars habitable ? argiles changement climatique global Mars habitable ? argiles changement climatique global Mars habitable ? argiles changement climatique global émergence de la vie Archéen océan temps Mars ancienne Mars ancienne Terre ancienne Mars ancienne Il reste aujourd’hui sur Mars des terrains ayant préservé ces conditions Terre ancienne Mars ancienne Il reste aujourd’hui sur Mars des terrains ayant préservé ces conditions Terre ancienne Les étudier renvoie aux conditions ayant prévalu, lorsque la vie a émergé sur Terre Mars ancienne Il reste aujourd’hui sur Mars des terrains ayant préservé ces conditions Terre ancienne Les étudier renvoie aux conditions ayant prévalu, lorsque la vie a émergé sur Terre Recherche des conditions d’apparition de la viec L’exobiologie entre réellement dans son ère scientifique 1976 2012
