En observant dans le domaine de l’infrarouge moyen, Darwin sera sensible aux signatures spectrales de la vapeur d’eau, de l’ozone et du dioxyde de carbone. La présence simultanée de ces trois composés dans l’atmosphère d’une planète est considérée comme une signature fiable d’une activité biologique : «jusqu’à présent, explique Olivier Absil, les chercheurs n’ont trouvé aucun processus non biologique capable de produire en grande quantité ces trois gaz. Dans une atmosphère en équilibre, l’oxygène, très oxydant, se recombine directement avec le carbone ou l’hydrogène. On ne peut maintenir une grande quantité d’ozone en présence de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone que si une source la produit constamment. Or, la seule source connue à ce jour pour produire de l’oxygène et de l’ozone en quantité importante est la photosynthèse. D’autres composés, comme l’ammoniac, le méthane ou des oxydes d’azote, sont aussi difficilement explicables sans activités biologiques, mais leur détection est moins aisée.»

Dans un premier temps, les astronomes avaient espéré pouvoir faire franchir à la mission Darwin une étape importante à la fin de l’année 2008 : de mission possible dans l’ESA, elle devait intégrer la Cosmic Vision qui définit les missions spatiales réellement au programme de l’ESA pour la période 2015-2025. Mais finalement, Darwin n’a pas été sélectionné. «C’était une surprise, sans vraiment l’être, confie Olivier Absil. À l’heure actuelle, Darwin n’a pas encore atteint un niveau de maturité suffisante. D’une part, l’interférométrie destructive indispensable à Darwin n’est pas encore qualifiée pour un vol spatial puisqu’elle n’a été démontrée qu’en laboratoire. D’autre part, nous ne sommes pas encore capables de faire évoluer en formation plusieurs satellites, avec une précision de positionnement les uns par rapport aux autres de l’ordre du centimètre... Cependant, l’ESA et la NASA y travaillent sérieusement puisque plusieurs missions spatiales à venir vont nécessiter un vol en formation. Enfin, la recherche d’exoplanètes est une discipline relativement jeune. Il n’y a pas encore de comité scientifique très soudé, capable de soutenir un projet commun. S’engager ensemble dans une mission plus modeste devrait permettre à la communauté «exoplanètes» de se structurer davantage, pour pouvoir ensuite défendre Darwin d’une seule voix.»