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Cet article concerne la vie extraterrestre d'un point de vue scientifique. Pour la vie extraterrestre dans la fiction, voir Extraterrestre (fiction).

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La mise en évidence d'une vie extraterrestre présente ou passée est un sujet de recherche scientifique actif depuis les années 1980 avec une première tentative de recherche d'indices par les sondes du programme Viking envoyées sur le sol de la planète Mars. Depuis la fin des années 1990 la NASA poursuit un programme d'exploration spatiale très actif visant à mettre en évidence des indices de vie présente ou fossile sur Mars : analyse poussée des sols (rover Curiosity), recherche et identification des sources de méthane, caractérisation des environnements favorables à la vie dans l'histoire de Mars. D'autres sondes spatiales ont identifié des environnements qui pourraient être favorables à des formes de vie plus ou moins complexes : océans souterrains sans doute présents sur Europe, satellite de Jupiter, et sur Encelade, satellite de Saturne, atmosphère dense et complexe de Titan également satellite de Saturne. La découverte d'indices de vie se heurte toutefois aux limitations imposées à la masse des instruments embarqués sur les sondes spatiales qui ne permet pas de pousser les analyses. Une mission de retour d'échantillons martiens, étudiée mais jusque là non financée, pourrait permettre une avancée décisive dans le domaine. Ces différents projets ont donné naissance à une nouvelle science, l'exobiologie, qui étudie de manière interdisciplinaire les facteurs et les processus ayant amené à l'apparition de la vie d'une manière générale, et à son évolution.

De nombreuses exoplanètes (planètes tournant autour d'autres étoiles) ont été détectées au cours de la décennie 2010 par des télescopes spatiaux comme le télescope spatial Kepler. Des progrès importants dans les instruments de détection permettront au cours des années à venir d'identifier par spectrométrie des atmosphères d'exoplanètes présentant des indices de vie tels que la présence d'oxygène.

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La vie extraterrestre et ses interactions avec l'espèce humaine sont par ailleurs des thèmes récurrents de la science-fiction (nouvelles et romans, films, jeux vidéo, etc.). La présence actuelle ou passée d'êtres extraterrestres intelligents sur la Terre est une croyance très répandue depuis le début de l'ère spatiale. On lui associe l'origine des OVNI (objets volants non identifiés) et différentes théories spéculatives associées à des formation naturelles ou non spectaculaires (géoglyphes de Nazca, pyramides d'Égypte. La doctrine du mouvement raëlien se base sur un prétendu contact avec des extraterrestres hautement intelligents à l'origine de la vie sur Terre.

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Dès l'Antiquité, certains philosophes grecs supposent l'existence de civilisations peuplant des planètes extraterrestres. D'après l'universitaire Evgenya Shkolnik, l'hypothèse d'une vie extraterrestre « remonte au moins à Anaximandre (vers 610 av. J.-C. – vers 546 av. J.-C.), philosophe grec qui postula une « pluralité cosmique » — l'idée qu'un nombre élevé, si ce n'est infini, de planètes dotées de vie extraterrestre puissent exister »[1] Au Ier siècle av. J.-C., Lucrèce, dans De natura rerum, mentionne la possible existence d’extraterrestres :

« Si la même force, la même nature subsistent pour pouvoir rassembler en tous lieux ces éléments dans le même ordre qu’ils ont été rassemblés sur notre monde, il te faut avouer qu’il y a dans d’autres régions de l’espace d’autres terres que la nôtre, et des races d’hommes différentes, et d’autres espèces sauvages. »

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« S’il était possible de décider la chose par quelque expérience, je parierais bien toute ma fortune que quelqu’une au moins des planètes que nous voyons est habitée. Aussi n’est-ce pas simplement une opinion, mais une ferme foi (sur l’exactitude de laquelle je hasarderais beaucoup d’avantages de la vie), qui me fait dire qu’il y a aussi des habitants dans d’autres mondes. »

. Bien d'autres passages, dans divers textes de Kant, témoignent de son intérêt pour la vie sur d'autres planètes. Les êtres rationnels non terrestres sont même pour lui un point de comparaison nécessaire pour pouvoir définir l'humanité[2].

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Article principal : Exobiologie.

Les interrogations autour de la présence de la vie ailleurs que sur Terre passent par la compréhension des facteurs et des processus, notamment géochimiques et biochimiques, qui permettent l'apparition de la vie et son évolution. L'exobiologie, science consacrée à ce thème apparue dans les années 1920, s'attache à rechercher les processus présidant à l’évolution de la matière organique simple (biomolécules : chaînes peptidiques, nucléiques ou lipidiques) vers des structures plus complexes (premières cellules, premiers systèmes génétiques, etc.) autant que d'éventuelles traces ou possibilité de vie sur d'autres astres connaissant des environnements radicalement différents du nôtre[5].

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Les spéculations concernant la présence de la vie extraterrestre ont très tôt porté sur les planètes du système solaire en particulier Mars et Vénus. Depuis les années 1980, grâce aux sondes spatiales, des recherches scientifiques in situ d'une vie présente ou passée sont effectuées sur Mars.

Carl Sagan, David Grinspoon (en) et Dirk Schulze-Makuch (en) ont émis l'hypothèse que des microbes pourraient exister dans les couches stables de nuages situées 50 km au-dessus de la surface de Vénus, la surface de la planète n'étant pas favorable à l'expansion de la vie[6].

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Contrairement aux autres planètes du Système solaire, Mars a sans aucun doute connu par le passé des conditions assez proches de celles régnant sur Terre qui ont pu, mais cela reste à confirmer, permettre l'apparition de la vie. Depuis l'invention du télescope, cette planète de type terrestre intrigue les scientifiques comme le grand public. Les premières observations télescopiques révélèrent des changements de couleur à sa surface, faisant penser à de la végétation qui évoluerait selon les saisons. En 1877 Giovanni Schiaparelli croit observer des canaux suggérant l'existence d'une vie intelligente. Ces interprétations ont rapidement suscité un vif intérêt du public pour la « planète rouge ». Plus tard, les observations des deux lunes, Phobos et Déimos, des calottes polaires, d'Olympus Mons (la plus haute montagne connue du système solaire) et de Valles Marineris (le plus grand canyon jamais observé) ont maintenu l'intérêt pour l'étude et l'exploration de celle-ci. Mais le premier survol de Mars par la sonde américaine Mariner 4 (1964) révèle une planète beaucoup moins accueillante que prévu dotée d'une atmosphère très ténue, sans champ magnétique pour la protéger des rayonnements stérilisants et comportant une surface d'apparence lunaire très ancienne. Toutefois, les observations plus poussées menées par l'orbiteur Mariner 9 (1971) montrent que Mars présente en fait une géologie plus complexe avec des traces de volcanisme et des formes peut-être façonnées par des eaux de surface dans des temps anciens. Il existe également aujourd’hui encore sur cette planète du pergélisol, voire du mollisol[7]. Il est donc possible qu’il subsiste encore des traces de vie.

En 1976 les deux atterrisseurs américains du programme Viking sont les premiers engins équipés d'instruments d'analyse relativement sophistiqués à se poser sur la planète. Ils tentent de détecter la présence d'une vie microbienne au moyen d'un mini laboratoire embarqué mais ils ne parviennent pas à obtenir de résultats déterminants. Les observations depuis l'orbite (Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Express) et au sol (les rovers Spirit et Opportunity) se multiplient à compter des années 1990. Au début des années 2000, la NASA demande à un groupe de travail représentant la communauté scientifique internationale, d'identifier les orientations à donner à l'exploration martienne pour la décennie 2010-2020. Le résultat de ces travaux est publié en 2003. La recherche de l'eau qui avait servi de fil conducteur aux missions des années 1990 est remplacée par celle des composants permettant l'apparition de la vie. Parmi les objectifs identifiés figurent la recherche de la présence de signes du vivant dans le passé de Mars et une mission de retour d'échantillons martiens s'appuyant sur un rover pour la collecte du sol. En conséquence la NASA développe un astromobile lourd et polyvalent Curiosity dont l'instrumentation permet l'étude de la chimie du carbone sur Mars et l'analyse des dépôts hydrothermaux. En 2018 les recherches au sol de Curiosity ont confirmé la présence par le passé d'un milieu aqueux mais n'ont pas permis de faire avancer la question de la présence de la vie sur Mars. La mission de retour d'échantillons martiens, complexe et couteuse, n'a de son côté pas trouvé en 2018 de financement. Un autre axe de recherche de la vie est l'analyse de la présence et du processus de génération de certains gaz (méthane, ammoniac) dans l’atmosphère martienne qui pourrait être un indice de présence actuel de la vie. Deux orbiteurs, MAVEN (lancé en 2013) et ExoMars Trace Gas Orbiter (2016), doivent notamment étudier cette question.

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La plupart des météorites proviennent presque certainement de fragments d'astéroïdes. De nombreux composés organiques, dont des acides aminés, ont été découverts dans plusieurs chondrites. La signature spectrale de composés organiques dans le spectre de réflexion infrarouge des astéroïdes et de Cérès a été recherchée pendant des décennies, mais sans succès jusqu'en 2016, alors qu'elle a été détectée à plusieurs reprises dans les noyaux cométaires.

Richard B. Hoover, scientifique réputé issu de la Nasa, affirme en mars 2011 dans The Journal of Cosmology[14] avoir découvert, dans les tranches intérieures fraîchement fracturées de trois météorites du groupe CI1, des fossiles de cyanobactéries dont il défend l'origine extraterrestre. Cependant, cela fait plusieurs années que ce chercheur soutient ce type de déclarations et la Nasa, immédiatement, prend ses distances avec lui, affirmant qu'il n'y a pas de preuves certaines[15].

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La surface craquelée d'Europe, l'une des lunes galiléennes de Jupiter, laisse présager la présence d'eau sous forme liquide sur ce satellite, ce qui est un critère souvent jugé primordial par les exobiologistes pour l'apparition de la vie. Conséquemment, des chercheurs procèdent à l'étude d'une possible vie extraterrestre sur cet astre.

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En 2005, des sondes ayant survolé Encelade, un satellite de Saturne, ont détecté des geysers de vapeur d'eau émanant du pôle sud de l'astre. En 2008, on découvre que ces geysers sont aussi constitués de sel et de matières organiques, éléments indispensables à la vie. Le 3 avril 2014, la NASA annonce la découverte d'un océan sous la surface gelée du pôle sud d'Encelade. Le satellite devient, avec Mars et Europe, un des astres les plus disposés à abriter la vie. Le , la NASA annonce la détection de la présence d'hydrogène moléculaire (indice supplémentaire de conditions propices à la vie sur Encelade), lors de la mission Cassini-Huygens[18].

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Alors que Saturne est considérée comme non propice à la vie, Titan, sa plus grande lune, possède une atmosphère bien développée[19].

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Le radiotélescope Very Large Array en configuration D.

Les progrès de la radioastronomie, le début de l'ère spatiale et l'exploration in situ de notre système solaire incitent des astronomes à tenter de percer cette énigme en analysant de manière systématique les signaux radio susceptibles de constituer les signatures de civilisations extraterrestres. Le programme SETI émerge au début des années 1960 aux États-Unis qui se situe à l'époque à la pointe de l'exploration spatiale et dispose des plus gros budgets consacrés à la recherche astronomique. L'humanité commence à écouter les différentes sources d'émission d'ondes radio à compter des premiers développements de la radioastronomie durant la première moitié du vingtième siècle. Un demi-siècle de science-fiction ayant fortement influencé l'imaginaire des chercheurs (cf. « Œuvres de fiction »), l'hypothèse du message artificiel est souvent envisagée, lors des débuts de la radioastronomie, pour expliquer l'origine de ces derniers.

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Le programme SETI, pour Search for Extra-Terrestrial Intelligence (Recherche d'une intelligence extraterrestre), est un programme de recherche fondamentale d'origine américaine qui a été conçu dans l'objectif d'essayer de repérer des ondes électromagnétiques émises par des civilisations étant entrées dans le stade industriel, technologique et scientifique. Il regroupe aujourd’hui environ 70 projets internationaux dont l’objectif est de détecter les signaux qu'une intelligence non terrestre pourrait émettre, volontairement ou non, depuis sa planète d'origine.

Pour cela, les projets analysent les ondes radio ou laser provenant de l'espace et essayent de détecter les signaux par opposition au bruit de fond. Le programme suppose qu’une autre forme de vie intelligente envoie des messages comme nous, voire nous cible. Cette idée semble naitre au XIXe siècle et plusieurs idées voient ainsi le jour[20]. On note ainsi celle de Carl Friedrich Gauss qui projetait de planter un champ de pins de forme géométrique au sein d’un champ de blé, le contraste devant être visible depuis Mars. La découverte des canaux martiens, interprétés alors comme des constructions intelligentes, va relancer plusieurs projets plus ou moins utopiques. Celui de Charles Cros consistait en une lampe électrique braquée au niveau d’un astre et envoyant des signaux périodiques. Nikola Tesla, persuadé d’avoir capté des signaux venant de Mars, étudie, dans les années 1930, la faisabilité d’une communication par ondes hertziennes.

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Par ailleurs, l’usage des technologies en question implique notamment que l’hypothétique civilisation extraterrestre émettrice du signal dispose de technologies au moins similaires. Cela implique aussi que cette civilisation peut produire et produit effectivement des signaux exploitables par ces technologies. On peut donc logiquement exclure la possibilité de détecter par ces moyens des civilisations qui ne sont pas suffisamment avancées pour utiliser ces technologies (ou être détectées par elles) ou bien qui, à l’inverse, sont plus avancées technologiquement que nous ne le sommes et utilisent peut-être des technologies dépassant nos connaissances actuelles. Seule la multiplication des techniques, méthodes et technologies utilisées, ainsi que leur usage à long terme, semblent donc pouvoir permettre d’espérer obtenir un jour le résultat escompté, à savoir la détection d’une intelligence extraterrestre[21].

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La réponse du gouvernement Obama à une pétition signée par 25 000 personnes sommant les autorités américaines de dévoiler les informations qu'il détient sur les extraterrestres : nous cherchons mais nous n'avons jusqu'à présent trouvé aucune preuve de ma présence de civilisation extra-terrestre [1]. Le porte-parole rappelle certains des programmes de recherche : télescope spatial Kepler), Analyse de signaux radio (financé par des fonds privés) et le rover Curiosity).

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Article détaillé : Ufologie.
Tête d'extraterrestre dans la culture populaire.

Bien que l'ufologie se concentre plutôt sur le phénomène OVNI (objet volant non identifié), certains amateurs envisagent l'idée de vie extraterrestre et supposent que les ovnis sont des engins construits et/ou conduits par une forme de vie intelligente non-humaine.

La problématique de la recherche SETI traditionnelle est d'essayer de trouver une preuve de l'existence d'émissions électromagnétiques intelligentes en dehors de la Terre. Les partisans de l'astroarchéologie avancent plutôt la recherche de « preuves » de visites extraterrestres sur notre planète.

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Sondes ayant emporté une « carte de visite » terrestre :

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