Comment détecter les extraterrestres? Les scientifiques pensent que la Terre pourrait être la réponse

Comment détecter les extraterrestres?  Les scientifiques pensent que la Terre pourrait être la réponse

Le Laboratoire de physique appliquée (APL), une division à but non lucratif de l’Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland, aux États-Unis, a créé la mission conceptuelle «Earth Transit Observer» pour étudier notre planète comme une exoplanète et ainsi être en mesure de détecter d’éventuels extraterrestres et mondes habitables dans l’univers.

La mission a été discutée cette semaine lors de la conférence virtuelle sur la science lunaire et planétaire 2021 et a soulevé la question suivante: la méthode que les chercheurs utilisent actuellement pour déterminer si une planète est habitable fonctionne-t-elle vraiment?

«Les chercheurs sur les exoplanètes essaient de faire de la science planétaire, de la biologie et de la science atmosphérique avec de très mauvaises données sur ce sur quoi ces disciplines peuvent vraiment travailler. Ce n’est pas que nos données soient vraiment mauvaises. C’est juste que nous devons chercher les choses de manière indirecte », a déclaré Laura Mayorga, astronome des exoplanètes de l’APL, membre de l’équipe et auteur principal dans un article sur la mission proposée dans The Planetary Science Journal.

L’équipe dirigée par le géologue planétaire APL Noam Izenberg et l’astrophysicien APL Kevin Stevenson a proposé l’idée dans le programme Astrophysics Pioneers de la NASA, qui a été créé en 2020 pour financer des missions astrophysiques à des coûts inférieurs à 20 millions de dollars (113 millions de R $, dans la conversion actuelle) . La mission n’a pas été sélectionnée par la NASA et sera remodelée.

Une image de 2007 du vaisseau spatial STEREO B construit par APL à partir de la traversée de la Lune devant le soleil.  De même, une nouvelle étude conceptuelle propose d'étudier non pas la Lune, mais la Terre lorsqu'elle traverse notre étoile afin de déterminer si la méthode de transit peut vraiment déterminer l'habitabilité d'une planète.  Crédits: Nasa
Une image de 2007 du vaisseau spatial STEREO B construit par APL à partir de la traversée de la Lune devant le soleil. De même, une nouvelle étude conceptuelle propose d’étudier non pas la Lune, mais la Terre lorsqu’elle traverse notre étoile afin de déterminer si la méthode de transit peut vraiment déterminer l’habitabilité d’une planète. Crédits: Nasa

Pour savoir si d’autres planètes montrent des signes d’eau, d’oxygène et de méthane, les scientifiques utilisent aujourd’hui la méthode du transit, une technique utilisée depuis 1999 qui cherche à faire légèrement baisser la lumière d’une étoile lorsqu’une planète passe devant elle. Les molécules de l’atmosphère de la planète absorbent certaines fréquences de lumière de l’étoile et ainsi les chercheurs ici sur Terre peuvent déchiffrer en fonction de la lumière entrante.

Le problème, selon Laura Mayorga, est que les étoiles produisent beaucoup de lumière et que ces signaux moléculaires sont généralement minuscules, inférieurs à 20 parties par million: «Si c’est juste un corps sans air, nous ne le saurons jamais. Mesurons, mesurons et mesurons simplement, et disons: «Pourquoi est-ce plat? Je ne vois rien!' ».

La stratégie des scientifiques est d’amplifier ces minuscules signaux en observant le transit des planètes des dizaines de fois, en collectant des mesures spectrographiques à chaque passage. Ils empilent ensuite ces mesures, ce qui augmente le signal.

Pour l’astronome des exoplanètes du laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins, cependant, cette méthode peut être problématique car elle traite la planète et l’étoile comme des corps statiques. « Ce n’est évidemment pas vrai », a-t-elle déclaré.

Une illustration de la méthode de transit, qui permet de détecter la présence d'une exoplanète en suivant l'évolution de la luminosité d'une étoile.  Depuis 1999, cette méthode a aidé les scientifiques à découvrir des milliers d'exoplanètes.  Crédits: Centre de recherche Nasa Ames
Une illustration de la méthode de transit, qui permet de détecter la présence d’une exoplanète en suivant l’évolution de la luminosité d’une étoile. Depuis 1999, cette méthode a aidé les scientifiques à découvrir des milliers d’exoplanètes. Crédits: Centre de recherche Nasa Ames

Dans un texte publié sur son site Web, l’APL indique clairement que les saisons changeantes, les modèles météorologiques changeants et le flux des courants océaniques affectent l’atmosphère terrestre. Et l’activité du Soleil peut changer radicalement: parfois, il est couvert de taches et émet de puissantes flammes, et à d’autres moments, il est calme et paisible. Chacune de ces variations peut conduire à de fausses détections de ces molécules critiques.

«Tout se résume au problème que vous avez besoin de connaître vos étoiles, ainsi que d’anticiper l’apparition de votre planète. C’est un problème très difficile », a ajouté Mayorga.

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Observation de la Terre 1,5 million de kilomètres

L’idée est alors d’envoyer un petit satellite au-delà d’un point dynamiquement stable à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, appelé Lagrange Point 2, à peu près à l’endroit où se trouvera le télescope spatial James Webb de la NASA. De là, il sera possible d’observer pendant que la Terre transite par le Soleil, en collectant des données comme si la Terre était une exoplanète potentiellement habitable.

«Ici, nous savons exactement ce que font la Terre, ses nuages ​​et le Soleil. Pouvons-nous ensuite relier cela aux observations non résolues que nous faisons normalement à partir d’exoplanètes et tester la méthode d’empilement d’observation à faible signal? C’est là que nous voulons vraiment aller », a expliqué l’astronome.

«Le système solaire est le seul endroit où nous connaissons toutes les bonnes réponses aux choses. Nous pouvons tester nos techniques, découvrir leurs limites et faire des liens entre les résultats. Il y a un petit souci que, si nous ne faisons jamais cette étude, nos modèles devront être assez bons pour inclure tout cela d’une manière ou d’une autre, et nous n’en sommes pas encore là », a conclu Mayorga.