Vénus, l’enquête continue !

 

En septembre dernier une équipe d’astronomes annonçait la découverte de phosphine (un gaz
marqueur d’activité bactérienne) sur Vénus. La nouvelle crée immédiatement un Buzz international. Mais pour les scientifiques, le débat ne fait que commencer. Plongée dans les rouages de la controverse scientifique.

De la vie sur Vénus ?


La nouvelle tombe le 14 septembre 2020. Une équipe d’astrophysiciens de l’université de
Cambridge au Royaume-Uni mené par Jane Greaves publie un article intitulé : « du gaz
Phosphine dans les nuages de Vénus ». La phosphine (PH 3 ) est un gaz bien connu sur
terre. Il est produit quasiment uniquement par des bactéries. La phosphine est donc un
marqueur biologique, signe indirect, mais sérieux d’une possible activité vivante sur
Vénus. Le monde académique accueille la nouvelle avec prudence, mais la parution de
l’article dans Nature Astronomy, une revue scientifique d’excellence, est prise très au
sérieux.


La phosphine, un gaz difficile à saisir.


Toute la question réside là. A-t-on réellement observé de la phosphine dans l’atmosphère
vénusienne ? Pour détecter ce gaz, les astronomes utilisent la spectrométrie. Chaque Gaz
présent dans l’atmosphère absorbe une partie de la lumière qui la traverse. En observant quelle partie de la lumière est retenue par le ciel les astronomes en déduisent les gaz qui
le composent. Il faut alors identifier comment la phosphine absorbe la lumière pour
observer si cette « empreinte » est présente dans les images prises de Vénus. Jane Greaves a mené deux séries d’observations. La première en juin 2017 avec le télescope JCMT (Hawaï) ou elle trouve une empreinte d’absorption qui correspond à la phosphine. La seconde est programmée sur le télescope ALMA au Chili. En mars 2019 le signal est une nouvelle fois confirmé. L’équipe évalue la concentration du gaz dans l’atmosphère : 20ppb (molécules par milliard). C’est infime, mais déjà trop pour une atmosphère comme celle de Vénus. L’équipe publie ses résultats dans « Nature Astronomy » le 14 septembre 2020.

À gauche L’empreinte de la phosphine est bien visible sur ce graphique issu des données d’ALMA. On y lit verticalement l’intensité de l’absorption lumineuse après la correction due à la vitesse de déplacement de venues par rapport au télescope (en horizontale) À droite: La même chose avec la détection aux niveaux polaire (noir) « mid-latitude » bleue et équatoriale (rouge)

 

La controverse, un moteur pour la science.


La qualité d’une publication scientifique est définie par plusieurs critères. Le plus important
est celui du « peer review » (évaluation par les pairs). Un journal scientifique qui reçoit un
article le fait relire par d’autres experts du domaine. Ces experts sont des scientifiques non
auteurs du papier, ne travaillant pas dans le même laboratoire que les auteurs et n’ayant
pas de conflit d’intérêts au niveau du sujet abordé. Ils ont pour mission d’identifier
d’éventuelles erreurs ou imprécisions et d’évaluer l’article qui leur est soumis par l’éditeur.
Ce procédé garantit le sérieux et la rigueur méthodologique de l’article. C’est à ces
conditions que le débat scientifique peut se tenir. La saga de la phosphine est une
démonstration de ce mécanisme parfois lent, mais garant de qualité.

Après la parution de l’article dans Nature, c’est l’effervescence dans les universités
du monde entier. Les astronomes étudient les données publiées et parcourent leurs
propres données issues d’anciennes observations de télescopes ou de sondes spatiales
pour recouper et comparer les données. En octobre 2020 une équipe de la NASA publie
une première réanalyse. Les auteurs adressent plusieurs problèmes dans les mesures.
Pour l’observation de JCMT, ils indiquent que l’empreinte de phosphine constatée par spectrographie peut s’expliquer par la présence de dioxyde de soufre (SO 2 ), un gaz qui a
les mêmes propriétés lumineuses que la phosphine dans certaines conditions. Pour les
données d’ALMA, ils identifient des problèmes de calibration de l’appareil qui invalident
une partie des observations. Selon eux on ne peut pas conclure à la détection de
phosphine sur Vénus. Quelques semaines plus tard, Jane Greaves répond par article
interposé. Elle rejette le premier argument : pour que la détection de Phosphine soit
confondue avec celle de dioxyde de souffre il en faudrait une concentration « aberrante »
dans l’atmosphère. Par ailleurs, elle reconnaît l’argument qui concerne la calibration
d’ALMA. Ce qui ne disqualifie pas la mesure, mais oblige l’équipe à revoir son estimation
initiale à la baisse. On passe de 20ppb à 8ppb. Une concentration bien moindre.
D’autres approches sont également utilisées. Une équipe de l’University of
Hertfordshire (UK) analyse les outils mathématiques et statistiques utilisés par Jane
Greaves. Selon eux les algorithmes utilisés provoquent des imprécisions qui rendent le
résultat non significatif. Cette analyse pousse une nouvelle fois Jane Greaves à publier un
article décortiquant les méthodes mathématiques utilisées et la cohérence des résultats
obtenus. Une équipe de l’Observatoire de Paris apporte également sa pierre à l’édifice. Ils
étudient depuis 2012 différents aspects de l’atmosphère de Vénus. Selon eux les
conditions atmosphériques et la concentration de dioxyde de soufre limitent fortement la
probabilité de trouver des concentrations importantes de phosphine.


Depuis la publication initiale, les analyses et publications se multiplient. Confirmant ou
infirmant l’hypothèse de détection de phosphine sur Vénus. Les chercheurs corrigent,
affinent, réfutent et argumentent autour de ces nouvelles observations. Ce va-et-vient
entre les chercheurs est une vrai stimulation pour la recherche. Cette recrudescence
d’activité autour de Vénus crée également l’intérêt chez les agences spatiales qui
pourraient financer de nouvelles missions vers Vénus, délaissée jusqu’alors en faveur de
Mars depuis de nombreuses années. En attendant, l’enquête continue !

 

Sources :
14 sept 2020 : Phosphine Gas in the Cloud Decks of Venus – Jane S.Greaves et al
https://arxiv.org/abs/2009.06593
10 Dec 2020 : On The Robustness of Phosphine Signatures in Venus’ Clouds – Jane S.
Greaves et al : https://arxiv.org/abs/2012.05844
27 sept 2020 : Is Phosphine in the Mass Spectra from Venus’ Clouds? – Rakesh Mogul et
al
https://arxiv.org/abs/2009.12758
28 oct 2020 : The statistical reliability of 267 GHz JCMT observations of Venus: No
significant evidence for phosphine absorption – M.A. Thompson
https://arxiv.org/abs/2010.15188
19 oct 2020 : Re-analysis of the 267-GHz ALMA observations of Venus: No statistically
significant detection of phosphine – I.A.G. Snellen et al
https://arxiv.org/abs/2010.09761v2
16 nov 2020 : Re-analysis of Phosphine in Venus’ Clouds – Jane S. Greaves et al
https://arxiv.org/abs/2011.08176
décembre 2020 Science et vie N°1239 « De la vie sur Vénus ? »- B.R


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