Contact, à la recherche d'exoplanètes

Physique Contact et la vie au-delà du système solaire

3 février 2017 Ln Arnal 0Comment

Cet article est le 2 ^e de 4 dans la série Sommes-nous seuls dans l'Univers

Temps de lecture estimé : 6 minutes

Après avoir parlé de la recherche de la vie au sein du système solaire, nous allons allez plus loin. Tout comme l’introduction du film Contact. Au sein du SETI Institut (Search for Extra-Terrestrial Intelligence), le Dr Ellie Arroway recherche des signaux radios d’origine extra-terrestres. Tous les soirs, elle écoute une nouvelle étoile espérant trouver un signal venant d’une civilisation extra-terrestre. Si le film est une fiction, la recherche de signaux radios extra-terrestre est réelle. Le personnage du Dr Arroway est inspiré de la scientifique Jill Tarter, ancienne directrice du SETI Institut. Mais la recherche de vie extra-terrestre ne s’arrête pas là. Depuis quelques années, la recherche de planètes hors du système-solaire a fait des bons impressionnant ouvrant de nouveaux espoirs de trouver de la vie sur celles-ci.

Sommaire

Rechercher des planètes

Comme nous l’avons déjà vu, la vie telle que nous la connaissons nécessite de l’eau liquide et donc la présence d’une planète autour d’une étoile. Il a été longtemps impossible de détecter des planètes hors du système solaire ou exoplanètes. En effet même les étoiles les plus proches (autre que le soleil) relevaient du point lumineux. Néanmoins depuis quelques dizaines d’années, les scientifiques ont mis au point différentes techniques pour pouvoir détecter des planètes orbitant autour d’étoiles. Ces techniques ont permis de démontrer la présence de nombreuses planètes dans l’Univers.

La première découverte d’exoplanète fut lors de l’arrêt du radiotélescope d’Arecibo –qui est le premier télescope où travaille le Dr Arroway dans le film. Lors de cet arrêt le télescope continue que capter les ondes radios venant de l’espace mais seulement d’une seule zone du ciel. En particulier, il y a un pulsar (une étoile massive en fin de vie) qui pulse de façon légèrement irrégulièrement par rapport aux prédictions. Cela est dû à un dépassement du pulsar, il s’éloigne puis se rapproche. Ce type de mouvement est dû à la présence d’un corps céleste en rotation autour du pulsar. Le pulsar est légèrement attiré par ce corps. Enfin ces corps, puisque dans ce cas, il s’agit de deux planètes dont il possible de calculer la distance entre elles et le pulsar ainsi que leur masses. Il s’agit de planètes massives et très proches de l’étoile Elles sont probablement inhabitable. Cette découverte de 1992 (publiée en 1995) a montré l’existence de systèmes planétaires autour d’autres étoiles que le Soleil.

Les pulsars étant en fin de vie, il est peu intéressant de chercher des exoplanètes autour d’eux. Mais observer les légers mouvements des étoiles dû à la présence d’étoiles pouvant avoir des planètes plus hospitalières est difficile. Pour faciliter les détections, les scientifiques utilisent les variations du spectre lumineux de l’étoile. Celui varie selon l’effet Doppler indiquant si l’étoile se rapproche ou s’éloigne de la Terre. Enfin la méthode la plus récente et la plus concluante est l’observation du transite. Lorsque l’exoplanète passe devant son étoile, elle produit une légère ombre qu’il est possible d’observer avec des télescopes spatiaux tel que les télescopes CoRoT et Kepler. Ces télescopes n’observent que des zones très restreintes du ciel.

Rechercher des planètes habitables

S’il est maintenant certain que les systèmes planétaires sont plutôt la norme autour des étoiles plutôt que l’exception, les scientifiques ont observés des mondes très variés qui semblent tout droit sortie de la science-fiction. Ainsi Kepler-16b orbite autour de deux soleils, telle Tatooine dans Star Wars. La planète 55 Cancri-e est recouverte de diamants comme la planète de l’épisode de la série Doctor Who Un Passager de trop.

Du fait des techniques utilisées et du temps d’observation, la plupart de ces exoplanètes sont ce qu’on appelle des Jupiter chaud. C’est-à-dire des géantes gazeuses très proches de leurs soleils. Elles sont facilement observables par leurs masses et leurs proximités de leurs étoiles. Leurs révolutions sont courtes, ce qui augmente la probabilité de les observer (ou leurs effets sur leur étoile) avec une période d’observation réduite. Néanmoins, avec le temps, d’autres types de planètes ont été observé comme des planètes rocheuses, telle que la Terre. La question est de savoir si ces planètes sont favorables à la vie est complexe. En effet la zone habitable de chaque étoile dépend de nombreux facteurs. Parmi ceux-ci, il y a la luminosité de l’étoile et donc de l’énergie qu’elle envoie sur les planètes, la quantité d’UV produit par l’étoile. Les vents solaires peuvent également jouer sur la viabilité d’une planète…

NewKeplerPlanetCandidates-20150723 — Les exoplanètes découverte grâce au télescope Kepler au 23 juillet 2015 par By NASA Ames/W. Stenzel [Public domain], via Wikimedia Commons

Ces planètes étant trop éloignées de la Terre pour pouvoir envoyer des sondes à l’heure actuelle, la détection de la vie devra passer par d’autres méthodes. L’une des plus envisager est la recherche de biosignatures. Il s’agit d’observer la forte présence d’éléments chimiques spécifique à la vie. Ne connaissant, à l’heure actuelle, que la vie terrestre, il est intéressant de comparer les éléments observables dans l’espace lié à la vie terrestre et qui ne s’observent pas sur les autres planètes du système solaire. Ainsi la présence d’eau (H₂O) et d’ozone (O₃) sont spécifique de la Terre par rapport à Mars et Venus. Par contre la présence de CO₂ est observable sur ces trois planètes. Cette détection de biosignatures n’est possible que pour les exoplanètes observées directement pour lesquelles nous connaissons le spectre d’absorption de la lumière.

Rechercher de la vie extra-terrestre intelligente

Mais plus que la présence de vie dans l’univers, la question que se pose l’humanité est plus de savoir s’il y a d’autres vies intelligentes avec lesquelles l’humanité pourrait se comparer. Si pour l’instant, la question est d’abord de savoir si la vie existe en dehors de la Terre, la présence d’extra-terrestres intelligents fascine et donne lieu à des spéculations diverses de la part de scientifiques célèbres tel que Stephen Hawkins, Brian Cox… Comme nous l’avons vu, s’il existe de nombreuses exoplanètes, leur exploration par des humains n’est pas possible dans l’immédiat du fait de leur éloignement.

Comme le montre si bien la scène d’ouverture du film, les ondes électromagnétiques se propagent bien à travers l’espace. Si certaines sont émises de façon naturelle par les corps célestes, nous en produisons d’autres de façon artificielles. Si une civilisation extra-terrestre en produit également, nous pourrions théoriquement les observé et de façon plus simple que les biosignatures. Néanmoins cela demande d’observer l’ensemble du ciel et que la dite civilisation émet depuis suffisamment longtemps. En effet les ondes voyagent au maximum à la vitesse de la lumière et donc mettent de nombreuses années à arriver sur Terre. Cela peut expliquer, en partie, pourquoi nous n’en avons encore jamais trouvé de tels signaux.

Si nous ne recevons pas de message, cela est peut-être aussi dû au fait que les extra-terrestres ne savent pas que nous existons (comme nous avec eux). Pour pallier à cela, il a été placé sur les sondes qui sont envoyés hors du système solaire comme les sondes Voyager ou Pioneer dont les contenus ont été réalisés sous l’égide de Carl Sagan, l’astrophysicien auteur du livre Contact. En plus de ces bouteilles à la mer, un ancien directeur du SETI, Douglas Vakoch cherche à envoyer des messages vers les exoplanètes. Cela commencerait par un message vers une planète rocheuse orbitant autour de Proxima du Centaure, l’étoile la plus proche de nous. Ces messages seraient sous forme de laser ou d’ondes radios. Reste à trouver le message a envoyé.

Si depuis l’écriture du roman (et dans une moindre mesure pour le film) Contact, l’astronomie a connu une révolution en observant de nombreuses exoplanètes, la question de l’existence d’une vie et en particuliers une vie intelligente reste une question entière. Cela n’empêche pas les scientifiques de chercher des outils pour détecter un signe que nous ne sommes pas seuls dans l’univers.

Si Contact est une bonne histoire et une bonne représentation du travail d’astrophysicien.ne, la partie sur la croyance et son opposition à la science n’est pas ma préférée. Néanmoins j’aime beaucoup la chute de l’histoire (à savoir un enregistrement de plusieurs heures de la caméra portative du Dr Arroway) mais son traitement ne me semble assez peu réaliste. D’un côté cinématographique, le film est assez lent sur la première heure, bien que très réaliste puis il devient beaucoup moins réaliste tout en s’accélérant. Malgré son classicisme et ce défaut de rythme, Contact reste un excellent film de science-fiction.

Pas tout compris ? Tu as des remarques ? Une erreur s’est glissée dans le texte ? N’hésite pas à laisser un commentaire, j’y répondrais avec plaisir.