Et si les photons dans le milieu interstellaire tournaient à gauche ?

La vie sur Terre est fondamentalement asymétrique et les molécules qui composent le vivant en sont un exemple troublant. Comme l'a découvert Louis Pasteur au milieu du XIXe siècle, la plupart des acides aminés qui constituent les protéines et les peptides adoptent une forme gauche, tandis que les sucres qui composent l’ADN adoptent une forme droite. Résoudre ce mystère d’homochiralité^* du vivant est essentielle pour comprendre l'origine de la vie ici et ailleurs dans l'univers.

Bien qu’on ne sache toujours pas comment cette sélection s’est produite, une hypothèse invoque l’influence du rayonnement ultraviolet polarisé circulairement dans les régions de formation d'étoiles. Des expériences en laboratoire ont en effet montré que la lumière UV circulairement polarisée oriente à son tour la chiralité de molécules qui se forment en sa présence. Dans le milieu interstellaire, cette polarisation circulaire de la lumière serait due à l’interaction entre les champs magnétiques d’une étoile et les grains de poussière qui l’entourent. Ces champs magnétiques alignent les grains de poussière et la lumière qui se diffuse sur ceux-ci finit par être polarisée circulairement. Les disques protoplanétaires qui se forment autour de ces étoiles seraient donc irradiés par une lumière polarisée capable d’orienter la formation des briques du vivant. La question se pose dès lors savoir de quel côté était polarisée la lumière ultraviolette dans laquelle baignait le système solaire à sa formation.

Pour tenter de répondre à cette question, une équipe de l’Institut de chimie de Nice (CNRS/Université Côte d’Azur) et de l’université d’Aarhus au Danemark a récemment caractérisé les interactions entre l'oxyde de propylène et la lumière polarisée circulairement. Un dérivé de cette molécule organique chirale a en effet été récemment détecté dans la météorite de Murchison, avec un grand excès de la forme R. Les auteurs ont donc caractérisé les interactions entre l'oxyde de propylène en phase gazeuse et la lumière UV polarisée circulairement, prouesse rendue possible grâce à la mise au point d’une chambre à vide directement installée sur le synchrotron ASTRID2 danois. Leurs résultats montrent que l’excès de forme R de l’oxyde de propylène et de ses dérivés dans la météorite de Murchison pourrait provenir d’une interaction avec des photons polarisés à gauche. Pour la première fois, les scientifiques sont donc en mesure de prédire le sens des photons polarisés dans la région dans laquelle notre système solaire est né. En permettant de comprendre en détail comment des photons chiraux transfèrent leur asymétrie aux molécules en phase gazeuse, cette étude renforce l’hypothèse d’une origine extra-terrestre des briques élémentaires du vivant.

^*: De nombreuses molécules sont chirales, c’est-à-dire qu’elles peuvent adopter deux configurations spatiales images l’une de l’autre dans un miroir mais non superposables : une forme gauche, notée S, et une forme droite, notée R. La prédominance d’une configuration par rapport à l’autre s’appelle l’homochiralité.

Rédacteur: AVR