Chercher, écouter et sentir

"Dans une décennie, nous trouverons des preuves irréfutables de la vie au-delà de la Terre", a déclaré Ellen Stofan, directrice scientifique de l'agence, lors de la conférence Habitable Worlds in Space de la NASA en avril 2015. Elle a ajouté que des faits irréfutables et déterminants sur l'existence de la vie extraterrestre seront recueillis d'ici 20 à 30 ans.

"Nous savons où chercher et comment chercher", a déclaré Stofan. "Et puisque nous sommes sur la bonne voie, il n'y a aucune raison de douter que nous trouverons ce que nous cherchons." Qu'entendait-on exactement par un corps céleste, les représentants de l'agence n'ont pas précisé. Leurs affirmations indiquent qu'il pourrait s'agir, par exemple, de Mars, un autre objet du système solaire, ou d'une sorte d'exoplanète, bien que dans ce dernier cas, il soit difficile de supposer que des preuves concluantes seront obtenues en une seule génération. Définitivement Les découvertes de ces dernières années et de ces derniers mois montrent une chose : l'eau - et à l'état liquide, qui est considérée comme une condition nécessaire à la formation et au maintien des organismes vivants - est abondante dans le système solaire.

"D'ici 2040, nous aurons découvert la vie extraterrestre", a fait écho Seth Szostak de la NASA du SETI Institute dans ses nombreuses déclarations aux médias. Cependant, nous ne parlons pas de contact avec une civilisation extraterrestre - ces dernières années, nous avons été fascinés par de nouvelles découvertes précisément sur les conditions préalables à l'existence de la vie, telles que les ressources en eau liquide dans les corps du système solaire, les traces de réservoirs et des ruisseaux. sur Mars ou la présence de planètes semblables à la Terre dans les zones de vie des étoiles. On parle alors de conditions propices à la vie, et de traces, le plus souvent chimiques. La différence entre le présent et ce qui s'est passé il y a quelques décennies est que maintenant les empreintes, les signes et les conditions de vie ne sont exceptionnels presque nulle part, même sur Vénus ou dans les entrailles des lunes lointaines de Saturne.

Le nombre d'outils et de méthodes utilisés pour découvrir ces indices spécifiques est en augmentation. Nous améliorons les méthodes d'observation, d'écoute et de détection dans différentes longueurs d'onde. On a beaucoup parlé ces derniers temps de la recherche de traces chimiques, de signatures de vie même autour d'étoiles très lointaines. C'est notre "renifleur".

Excellente verrière chinoise

Nos instruments sont plus grands et plus sensibles. En septembre 2016, le géant a été mis en service. radiotélescope chinois FASTdont la tâche sera de rechercher des signes de vie sur d'autres planètes. Les scientifiques du monde entier placent de grands espoirs dans ses travaux. "Il sera capable d'observer plus vite et plus loin que jamais auparavant dans l'histoire de l'exploration extraterrestre", a déclaré Douglas Vakoch, président METI International, une organisation dédiée à la recherche de formes extraterrestres d'intelligence. Le champ de vision FAST sera deux fois plus grand que Télescope d'Arecibo à Porto Rico, qui est à l'avant-garde depuis 53 ans.

La verrière FAST (télescope sphérique à cinq cents mètres d'ouverture) a un diamètre de 500 m et est constituée de 4450 panneaux triangulaires en aluminium. Il occupe une surface comparable à trente terrains de football. Pour travailler, il a besoin d'un silence complet dans un rayon de 5 km, par conséquent, près de 10 personnes des environs ont été relogées. personnes. Le radiotélescope est situé dans une piscine naturelle parmi les magnifiques paysages de formations karstiques vertes de la province méridionale du Guizhou.

Cependant, avant que FAST puisse surveiller correctement la vie extraterrestre, il doit d'abord être correctement calibré. Par conséquent, les deux premières années de son travail seront consacrées principalement à la recherche préliminaire et à la réglementation.

Millionnaire et physicien

L'un des projets récents les plus célèbres de recherche de vie intelligente dans l'espace est un projet de scientifiques britanniques et américains, soutenu par le milliardaire russe Yuri Milner. L'homme d'affaires et physicien a dépensé 100 millions de dollars pour des recherches qui devraient durer au moins dix ans. "En une journée, nous collecterons autant de données que d'autres programmes similaires en ont collecté en un an", déclare Milner. Le physicien Stephen Hawking, qui est impliqué dans le projet, dit que la recherche a du sens maintenant que tant de planètes extrasolaires ont été découvertes. "Il y a tellement de mondes et de molécules organiques dans l'espace qu'il semble que la vie puisse y exister", a-t-il commenté. Le projet sera appelé la plus grande étude scientifique à ce jour à la recherche de signes de vie intelligente au-delà de la Terre. Dirigé par une équipe de scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley, il aura un large accès à deux des télescopes les plus puissants au monde : banque verte en Virginie-Occidentale et Parcs de télescopes en Nouvelle-Galles du Sud, Australie.

On peut reconnaître de loin une civilisation avancée par :

• la présence de gaz, notamment polluants atmosphériques, chlorofluorocarbures, dioxyde de carbone, méthane, ammoniac ;
• lumières et reflets de lumière provenant d'objets construits par la civilisation ;
• dissipation de la chaleur;
• émissions de rayonnement intenses ;
• objets mystérieux - par exemple, grandes stations et navires en mouvement;
• l'existence de structures dont la formation ne peut être expliquée par référence à des causes naturelles.

Milner a présenté une autre initiative appelée. Il a promis de payer 1 million de dollars. prix à celui qui crée un message numérique spécial à envoyer dans l'espace qui représente le mieux l'humanité et la Terre. Et les idées du duo Milner-Hawking ne s'arrêtent pas là. Récemment, les médias ont fait état d'un projet qui consiste à envoyer une nanosonde guidée par laser vers un système stellaire qui atteint des vitesses de... un cinquième de la vitesse de la lumière !

chimie spatiale

Rien n'est plus réconfortant pour ceux qui recherchent la vie dans l'espace extra-atmosphérique que la découverte de produits chimiques "familiers" bien connus dans les confins de l'espace. Même nuages ​​de vapeur d'eau "Suspendu" dans l'espace. Il y a quelques années, un tel nuage a été découvert autour du quasar PG 0052+251. Selon les connaissances modernes, il s'agit du plus grand réservoir d'eau connu dans l'espace. Des calculs précis montrent que si toute cette vapeur d'eau devait se condenser, ce serait 140 trillions de fois plus que l'eau de tous les océans de la Terre. La masse du "réservoir d'eau" trouvé parmi les étoiles est de 100 XNUMX. fois la masse du soleil. Ce n'est pas parce qu'il y a de l'eau quelque part qu'il y a de la vie. Pour qu'il s'épanouisse, de nombreuses conditions différentes doivent être remplies.

Récemment, nous entendons assez souvent parler de "découvertes" astronomiques de substances organiques dans des coins reculés de l'espace. En 2012, par exemple, des scientifiques ont découvert à une distance d'environ XNUMX années-lumière de nous hydroxylaminequi est composé d'atomes d'azote, d'oxygène et d'hydrogène et, lorsqu'il est combiné avec d'autres molécules, est théoriquement capable de former les structures de la vie sur d'autres planètes.

Composés organiques dans un disque protoplanétaire en orbite autour de l'étoile MWC 480.

Méthylcyanure (SN₃CN) Ï cyanoacétylène (SC₃N) qui se trouvaient dans le disque protoplanétaire en orbite autour de l'étoile MWC 480, découverte en 2015 par des chercheurs du Centre américain d'astrophysique Harvard-Smithsonian (CfA), est un autre indice qu'il pourrait y avoir de la chimie dans l'espace avec une chance pour la biochimie. Pourquoi cette relation est-elle une découverte si importante ? Ils étaient présents dans notre système solaire au moment où la vie se formait sur Terre, et sans eux, notre monde ne ressemblerait probablement pas à ce qu'il est aujourd'hui. L'étoile MWC 480 elle-même a deux fois la masse de notre étoile et se trouve à environ 455 années-lumière du Soleil, ce qui n'est pas beaucoup comparé aux distances trouvées dans l'espace.

Récemment, en juin 2016, des chercheurs d'une équipe qui comprend, entre autres, Brett McGuire de l'Observatoire NRAO et le professeur Brandon Carroll du California Institute of Technology ont remarqué des traces de molécules organiques complexes appartenant au soi-disant molécules chirales. La chiralité se manifeste par le fait que la molécule d'origine et sa réflexion miroir ne sont pas identiques et, comme tous les autres objets chiraux, ne peuvent pas être combinées par translation et rotation dans l'espace. La chiralité est caractéristique de nombreux composés naturels - sucres, protéines, etc. Jusqu'à présent, nous n'en avons vu aucun, à l'exception de la Terre.

Ces découvertes ne signifient pas que la vie trouve son origine dans l'espace. Cependant, ils suggèrent qu'au moins certaines des particules nécessaires à sa naissance pourraient s'y former, puis voyager vers les planètes avec des météorites et d'autres objets.

Les couleurs de la vie

Mérité Télescope spatial Kepler a contribué à la découverte de plus d'une centaine de planètes telluriques et compte des milliers d'exoplanètes candidates. À partir de 2017, la NASA prévoit d'utiliser un autre télescope spatial, le successeur de Kepler. Satellite d'exploration d'exoplanètes en transit, TESS. Sa tâche sera de rechercher des planètes extrasolaires en transit (c'est-à-dire passant par des étoiles mères). En l'envoyant sur une orbite elliptique élevée autour de la Terre, vous pouvez balayer le ciel entier à la recherche de planètes en orbite autour d'étoiles brillantes dans notre voisinage immédiat. La mission devrait durer deux ans, au cours desquels environ un demi-million d'étoiles seront explorées. Grâce à cela, les scientifiques s'attendent à découvrir plusieurs centaines de planètes similaires à la Terre. D'autres nouveaux outils tels que par ex. Télescope spatial James Webb (James Webb Space Telescope) devrait suivre et approfondir les découvertes déjà faites, sonder l'atmosphère et chercher des indices chimiques qui pourraient conduire plus tard à la découverte de la vie.

Project Transiting Exoplanet Survey Satellite - Visualisation

Cependant, pour autant que nous sachions approximativement ce que sont les soi-disant biosignatures de la vie (par exemple, la présence d'oxygène et de méthane dans les atmosphères), on ne sait pas lequel de ces signaux chimiques à une distance de dizaines et de centaines de lumière ans décident enfin de la question. Les scientifiques s'accordent à dire que la présence simultanée d'oxygène et de méthane est une condition préalable essentielle à la vie, car il n'existe aucun processus non vivant connu qui produirait les deux gaz en même temps. Cependant, il s'avère que ces signatures peuvent être détruites par des exo-satellites, éventuellement des exoplanètes en orbite (comme ils le font autour de la plupart des planètes du système solaire). Car si l'atmosphère de la Lune contient du méthane et que les planètes contiennent de l'oxygène, alors nos instruments (au stade actuel de leur développement) peuvent les combiner en une seule signature oxygène-méthane sans remarquer l'exolune.

Peut-être devrions-nous rechercher non pas des traces chimiques, mais plutôt une couleur ? De nombreux astrobiologistes pensent que les halobactéries ont été parmi les premiers habitants de notre planète. Ces microbes ont absorbé le spectre vert du rayonnement et l'ont converti en énergie. D'autre part, ils réfléchissaient le rayonnement violet, grâce auquel notre planète, vue de l'espace, avait exactement cette couleur.

Pour absorber la lumière verte, les halobactéries utilisées rétinien, c'est-à-dire le violet visuel, que l'on retrouve dans les yeux des vertébrés. Cependant, au fil du temps, l'exploitation des bactéries a commencé à dominer sur notre planète. chlorophyllequi absorbe la lumière violette et réfléchit la lumière verte. C'est pourquoi la terre ressemble à ça. Les astrologues spéculent que dans d'autres systèmes planétaires, les halobactéries peuvent continuer à se développer, alors ils spéculent chercher la vie sur les planètes violettes.

Des objets de cette couleur sont susceptibles d'être vus par le télescope James Webb susmentionné, dont le lancement est prévu en 2018. De tels objets peuvent cependant être observés, à condition qu'ils ne soient pas trop éloignés du système solaire et que l'étoile centrale du système planétaire soit suffisamment petite pour ne pas interférer avec d'autres signaux.

D'autres organismes primordiaux sur une exoplanète semblable à la Terre, selon toute vraisemblance, plantes et algues. Puisque cela signifie la couleur caractéristique de la surface, à la fois de la terre et de l'eau, il faut rechercher certaines couleurs qui signalent la vie. Les télescopes de la nouvelle génération devraient enregistrer la lumière réfléchie par les exoplanètes, qui révéleront leurs couleurs. Par exemple, dans le cas de l'observation de la Terre depuis l'espace, une forte dose de rayonnement peut être observée. rayonnement proche infrarougequi est dérivé de la chlorophylle dans la végétation. De tels signaux, reçus à proximité d'une étoile entourée d'exoplanètes, indiqueraient qu'"il" pourrait aussi y avoir quelque chose qui grandit. Green le suggérerait encore plus fortement. Une planète couverte de lichens primitifs serait dans l'ombre bile.

Les scientifiques déterminent la composition des atmosphères d'exoplanètes en fonction du transit susmentionné. Cette méthode permet d'étudier la composition chimique de l'atmosphère de la planète. La lumière traversant la haute atmosphère modifie son spectre - l'analyse de ce phénomène renseigne sur les éléments qui y sont présents.

Des chercheurs de l'University College de Londres et de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud ont publié en 2014 dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences une description d'une nouvelle méthode plus précise d'analyse de la survenue de méthane, le plus simple des gaz organiques, dont la présence est généralement reconnue comme un signe de vie potentielle. Malheureusement, les modèles modernes décrivant le comportement du méthane sont loin d'être parfaits, de sorte que la quantité de méthane dans l'atmosphère des planètes lointaines est généralement sous-estimée. À l'aide de superordinateurs de pointe fournis par le projet DiRAC () et l'Université de Cambridge, environ 10 milliards de raies spectrales ont été modélisées, qui peuvent être associées à l'absorption du rayonnement par les molécules de méthane à des températures allant jusqu'à 1220 ° C . La liste des nouvelles lignes, environ 2 fois plus longue que les précédentes, permettra une meilleure étude de la teneur en méthane dans une plage de température très large.

Le méthane signale la possibilité de la vie, tandis qu'un autre gaz beaucoup plus cher oxygène - il s'avère qu'il n'y a aucune garantie de l'existence de la vie. Ce gaz sur Terre provient principalement des plantes photosynthétiques et des algues. L'oxygène est l'un des principaux signes de la vie. Cependant, selon les scientifiques, il peut être erroné d'interpréter la présence d'oxygène comme équivalente à la présence d'organismes vivants.

Des études récentes ont identifié deux cas où la détection d'oxygène dans l'atmosphère d'une planète lointaine peut donner une fausse indication de la présence de vie. Dans les deux cas, de l'oxygène a été produit à la suite de produits non abiotiques. Dans l'un des scénarios que nous avons analysés, la lumière ultraviolette d'une étoile plus petite que le Soleil pourrait endommager le dioxyde de carbone dans l'atmosphère d'une exoplanète, en libérant des molécules d'oxygène. Des simulations informatiques ont montré que la désintégration du CO₂ donne non seulement₂, mais aussi une grande quantité de monoxyde de carbone (CO). Si ce gaz est fortement détecté en plus de l'oxygène dans l'atmosphère de l'exoplanète, cela pourrait indiquer une fausse alerte. Un autre scénario concerne les étoiles de faible masse. La lumière qu'ils émettent contribue à la formation de molécules O à vie courte.₄. Leur découverte à côté d'O₂ cela devrait également déclencher une alarme pour les astronomes.

À la recherche de méthane et d'autres traces

Le principal mode de transport en dit peu sur la planète elle-même. Il peut être utilisé pour déterminer sa taille et sa distance par rapport à l'étoile. Une méthode de mesure de la vitesse radiale peut aider à déterminer sa masse. La combinaison des deux méthodes permet de calculer la densité. Mais est-il possible d'examiner l'exoplanète de plus près ? Il s'avère que c'est le cas. La NASA sait déjà mieux visualiser des planètes comme Kepler-7 b, pour lesquelles les télescopes Kepler et Spitzer ont été utilisés pour cartographier les nuages ​​atmosphériques. Il s'est avéré que cette planète est trop chaude pour les formes de vie telles que nous les connaissons, avec des températures allant de 816 à 982 °C. Cependant, le fait même d'en faire une description aussi détaillée est un grand pas en avant, étant donné que nous parlons d'un monde qui est à cent années-lumière de nous.

L'optique adaptative, utilisée en astronomie pour éliminer les perturbations causées par les vibrations atmosphériques, sera également utile. Son utilisation est de piloter le télescope avec un ordinateur afin d'éviter une déformation locale du miroir (de l'ordre de quelques micromètres), ce qui corrige les erreurs de l'image résultante. Oui cela fonctionne Scanner de planète Gemini (GPI) situé au Chili. L'outil a été lancé pour la première fois en novembre 2013. GPI utilise des détecteurs infrarouges, qui sont suffisamment puissants pour détecter le spectre lumineux d'objets sombres et distants tels que les exoplanètes. Grâce à cela, il sera possible d'en savoir plus sur leur composition. La planète a été choisie comme l'une des premières cibles d'observation. Dans ce cas, le GPI fonctionne comme un coronographe solaire, ce qui signifie qu'il assombrit le disque d'une étoile lointaine pour montrer la luminosité d'une planète proche.

La clé pour observer les "signes de vie" est la lumière d'une étoile en orbite autour de la planète. Les exoplanètes, traversant l'atmosphère, laissent une trace spécifique qui peut être mesurée depuis la Terre par des méthodes spectroscopiques, c'est-à-dire analyse du rayonnement émis, absorbé ou diffusé par un objet physique. Une approche similaire peut être utilisée pour étudier les surfaces des exoplanètes. Cependant, il y a une condition. Les surfaces doivent suffisamment absorber ou diffuser la lumière. Les planètes en évaporation, c'est-à-dire les planètes dont les couches externes flottent dans un grand nuage de poussière, sont de bons candidats.

Il s'avère que nous pouvons déjà reconnaître des éléments comme nébulosité de la planète. L'existence d'une couverture nuageuse dense autour des exoplanètes GJ 436b et GJ 1214b a été établie sur la base d'une analyse spectroscopique de la lumière des étoiles mères. Les deux planètes appartiennent à la catégorie des soi-disant super-Terres. GJ 436b est situé à 36 années-lumière de la Terre dans la constellation du Lion. GJ 1214b est dans la constellation d'Ophiuchus, à 40 années-lumière.

L'Agence spatiale européenne (ESA) travaille actuellement sur un satellite dont la tâche sera de caractériser et d'étudier avec précision la structure d'exoplanètes déjà connues (CHEOPS). Le lancement de cette mission est prévu pour 2017. La NASA, à son tour, veut envoyer le satellite TESS déjà mentionné dans l'espace la même année. En février 2014, l'Agence spatiale européenne a approuvé la mission PLATON, associé à l'envoi d'un télescope dans l'espace conçu pour rechercher des planètes semblables à la Terre. Selon le plan actuel, en 2024, il devrait commencer à rechercher des objets rocheux contenant de l'eau. Ces observations devraient également aider à la recherche de l'exolune, de la même manière que les données de Kepler ont été utilisées.

L'ESA européenne a développé le programme il y a plusieurs années. Darwin. La NASA avait un "robot planétaire" similaire. TPF (). L'objectif des deux projets était d'étudier des planètes de la taille de la Terre pour la présence de gaz dans l'atmosphère qui signalent des conditions favorables à la vie. Les deux incluaient des idées audacieuses pour un réseau de télescopes spatiaux collaborant à la recherche d'exoplanètes semblables à la Terre. Il y a dix ans, les technologies n'étaient pas encore suffisamment développées et les programmes étaient fermés, mais tout n'était pas vain. Enrichis par l'expérience de la NASA et de l'ESA, ils travaillent actuellement ensemble sur le télescope spatial Webb mentionné ci-dessus. Grâce à son grand miroir de 6,5 mètres, il sera possible d'étudier les atmosphères des grosses planètes. Cela permettra aux astronomes de détecter des traces chimiques d'oxygène et de méthane. Il s'agira d'informations spécifiques sur les atmosphères des exoplanètes - la prochaine étape pour affiner les connaissances sur ces mondes lointains.

Diverses équipes travaillent à la NASA pour développer de nouvelles alternatives de recherche dans ce domaine. L'un d'eux moins connu et encore à ses débuts est le . Il s'agira de savoir comment obscurcir la lumière d'une étoile avec quelque chose comme un parapluie, afin que vous puissiez observer les planètes à sa périphérie. En analysant les longueurs d'onde, il sera possible de déterminer les composants de leurs atmosphères. La NASA évaluera le projet cette année ou l'année prochaine et décidera si la mission en vaut la peine. Si ça commence, alors en 2022.

Des civilisations à la périphérie des galaxies ?

Trouver des traces de vie signifie des aspirations plus modestes que la recherche de civilisations extraterrestres entières. De nombreux chercheurs, dont Stephen Hawking, ne conseillent pas ce dernier - en raison des menaces potentielles pour l'humanité. Dans les cercles sérieux, il n'y a généralement aucune mention de civilisations extraterrestres, de frères de l'espace ou d'êtres intelligents. Cependant, si nous voulons rechercher des extraterrestres avancés, certains chercheurs ont également des idées sur la façon d'augmenter les chances de les trouver.

Par exemple. L'astrophysicienne Rosanna Di Stefano de l'Université de Harvard affirme que les civilisations avancées vivent dans des amas globulaires denses à la périphérie de la Voie lactée. La chercheuse a présenté sa théorie lors de la réunion annuelle de l'American Astronomical Society à Kissimmee, en Floride, début 2016. Di Stefano justifie cette hypothèse plutôt controversée par le fait qu'au bord de notre galaxie, il y a environ 150 amas sphériques anciens et stables qui fournissent une bonne base pour le développement de toute civilisation. Des étoiles rapprochées peuvent signifier de nombreux systèmes planétaires rapprochés. Tant d'étoiles regroupées en boules sont un bon terrain pour des sauts réussis d'un endroit à un autre tout en maintenant une société avancée. La proximité des étoiles dans les amas pourrait être utile pour maintenir la vie, a déclaré Di Stefano.