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    Rapport sur les technosignatures de la NASA :tous les moyens de trouver des preuves d'une civilisation intelligente

    Photo de la région centrale de la Voie lactée. Crédit :UCLA SETI Group/Yuri Beletsky, Observatoire Carnegie Las Campanas

    En 1961, Le célèbre astronome Frank Drake a créé une formule pour estimer le nombre d'intelligences extraterrestres (ETI) qui pourraient exister dans notre galaxie. Connue sous le nom d'« équation de Drake, " cette formule a démontré que même par les estimations les plus prudentes, notre galaxie était susceptible d'héberger au moins quelques civilisations avancées à un moment donné. Environ une décennie plus tard, La NASA a officiellement lancé son programme de recherche d'intelligence extraterrestre (SETI).

    Ces efforts ont connu un intérêt majeur au cours des dernières décennies grâce à la découverte de milliers de planètes extrasolaires. Pour aborder la possibilité que la vie puisse exister là-bas, les scientifiques s'appuient également sur des outils sophistiqués pour rechercher des indicateurs révélateurs des processus biologiques (aka. biosignatures) et de l'activité technologique (technosignatures), ce qui pourrait indiquer non seulement la vie mais une intelligence avancée.

    Pour répondre à l'intérêt croissant dans ce domaine, La NASA a organisé le NASA Technosignatures Workshop en septembre. L'objectif de cet atelier était d'évaluer l'état actuel de la recherche en technosignature, où se trouvent les avenues les plus prometteuses, et où des progrès peuvent être faits. Récemment, le rapport de l'atelier a été publié, qui contenait toutes leurs conclusions et recommandations pour l'avenir de ce domaine.

    Cet atelier a vu le jour à la suite du projet de loi sur les crédits de la Chambre du Congrès qui a été adopté en avril 2018, dans lequel la NASA a été chargée de commencer à soutenir la recherche scientifique de technosignatures dans le cadre de leur recherche plus large de la vie extraterrestre. L'événement a réuni des scientifiques et des chercheurs principaux de divers domaines au Lunar and Planetary Institute (LPI) à Houston, tandis que beaucoup d'autres ont participé via Adobe Connect.

    Au cours de l'atelier de trois jours et demi, de nombreuses présentations ont été faites qui ont abordé de nombreux sujets pertinents. Celles-ci comprenaient différents types de technosignatures, la recherche radio de l'intelligence extraterrestre (SETI), système solaire SETI, mégastructures, l'exploration de données, et les recherches optiques et dans le proche infrarouge (NIL). Conformément au projet de loi sur les crédits de la Chambre, les résultats de l'atelier ont été compilés dans un rapport qui a été soumis le 28 novembre, 2018.

    Finalement, L'objectif de l'atelier était quadruple :

    1. Définir l'état actuel du champ de technosignature. Quelles expériences ont eu lieu ? Quel est l'état de l'art en matière de détection de technosignature ? Quelles limites avons-nous actuellement sur les technosignatures ?
    2. Comprendre les avancées à court terme dans le domaine de la technosignature. Quels sont les atouts en place qui peuvent être appliqués à la recherche de technosignatures ? Quels projets planifiés et financés feront progresser l'état de l'art dans les années à venir, et quelle est la nature de cet avancement?
    3. Comprendre le potentiel futur du domaine de la technosignature. Quelles nouvelles enquêtes, nouveaux instruments, développement de la technologie, de nouveaux algorithmes d'exploration de données, nouvelle théorie et modélisation, etc., serait important pour les avancées futures dans le domaine ?
    4. Quel rôle les partenariats de la NASA avec le secteur privé et les organisations philanthropiques peuvent-ils jouer pour faire progresser notre compréhension du domaine des technosignatures ?

    Vue d'artiste d'un coucher de soleil vu de la surface d'une exoplanète semblable à la Terre. Crédit :ESO/L. Calçada

    Le rapport commence par fournir des informations générales sur la chasse aux technosignatures et propose une définition du terme. Pour ça, les auteurs citent Jill Tarter, l'un des principaux leaders dans le domaine de la recherche SETI et la personne qui a inventé le terme lui-même. En plus d'être le directeur du Centre de recherche SETI (qui fait partie de l'Institut SETI) pendant 35 ans, elle était également la scientifique du projet du programme SETI de la NASA avant son annulation en 1993.

    Comme elle l'a indiqué dans un article de 2007, intitulé « L'évolution de la vie dans l'Univers :sommes-nous seuls ? » :

    « Si nous pouvons trouver des technosignatures - la preuve d'une technologie qui modifie son environnement de manière détectable - alors nous serons autorisés à en déduire l'existence, au moins à un moment donné, de technologues intelligents. Comme pour les biosignatures, il n'est pas possible d'énumérer toutes les technosignatures potentielles de la technologie telle que nous ne la connaissons pas encore, mais nous pouvons définir des stratégies de recherche systématiques pour des équivalents de certaines technologies terrestres du 21e siècle."

    En d'autres termes, les technosignatures sont ce que nous, les humains, reconnaîtrions comme des signes d'une activité technologiquement avancée. L'exemple le plus connu est celui des signaux radio, que les chercheurs du SETI ont passé ces dernières décennies à rechercher. Mais il y a beaucoup d'autres signatures qui n'ont pas été complètement explorées, et plus sont conçus de tout le temps.

    Il s'agit notamment des émissions laser, qui pourrait être utilisé pour les communications optiques ou comme moyen de propulsion; signes de mégastructures, ce que certains croyaient être la raison derrière la mystérieuse atténuation de l'étoile de Tabby; ou une atmosphère pleine de dioxyde de carbone, méthane, CFC, et d'autres polluants connus (pour reprendre une page de notre propre livre).

    Lorsqu'il s'agit de rechercher des biosignatures, les scientifiques sont limités par le fait qu'il n'y a qu'une seule planète à notre connaissance qui supporte la vie :la Terre. Mais les défis vont bien au-delà pour inclure les questions de financement et de . Comme Jason Wright – professeur agrégé à PSU et au Center for Exoplanets and Habitable Worlds (CEHW) et l'un des auteurs du rapport – l'a déclaré à Universe Today par e-mail :

    « Les défis techniques sont nombreux. Quelles sortes de technosignatures une espèce technologique extraterrestre générerait-elle ? Lesquelles de celles-ci sont détectables ? Comment saurons-nous si nous en avons trouvé une ? Si nous la trouvons, comment pouvons-nous être sûrs que c'est un signe de technologie et non quelque chose d'inattendu mais naturel ? »

    A cet égard, les planètes sont considérées comme « potentiellement habitables » selon qu'elles sont ou non « semblables à la Terre ». De la même manière, la chasse aux technosignatures se limite aux technologies que nous savons réalisables. Cependant, il existe également des différences clés entre les technosignatures et les biosignatures.

    Comme ils l'expliquent, de nombreuses technologies avancées proposées sont soit "auto-lumineuses" (c'est-à-dire des lasers ou des ondes radio) ou impliquent la manipulation d'énergie provenant de sources naturelles lumineuses (c'est-à-dire les sphères de Dyson et d'autres mégastructures autour des étoiles). Il est également possible que les technosignatures soient largement diffusées car les espèces en question ont peut-être étendu leur civilisation aux systèmes stellaires voisins et même aux galaxies.

    Comme Wright l'a expliqué, il existe de nombreux types de technosignatures, dont le plus recherché est un signal radio :

    « Ceux-ci ont de nombreux avantages :ils sont évidemment artificiels, ils sont l'un des moyens les moins chers et les plus faciles de transmettre des informations sur de longues distances, ils ne nécessitent aucune extrapolation technologique de la nôtre pour générer, et nous pouvons détecter même des signaux assez faibles à des distances interstellaires. D'autres technosignatures courantes sont les lasers (à impulsions ou à faisceaux continus) qui présentent bon nombre des mêmes avantages. Les deux technosignatures ont été proposées il y a près de 50 ans, et la plupart des travaux effectués sur les technosignatures jusqu'à présent les ont recherchées."

    Pour chacune de ces signatures, il est donc nécessaire d'établir des limites supérieures, afin que les scientifiques sachent exactement ce qu'il ne faut pas rechercher. "Quand vous cherchez quelque chose et que vous ne le trouvez pas, vous devez soigneusement documenter les signaux dont vous avez prouvé qu'ils n'existent pas, " a déclaré Wright. " Quelque chose comme :aucun signal plus fort qu'un certain niveau, a un moment, à une certaine distance de certaines étoiles, plus étroit qu'une certaine bande passante, dans une certaine gamme de fréquences."

    Le rapport indique ensuite quelles sont les limites supérieures de détection pour chaque technosignature et quelles méthodes et technologies actuelles existent pour les rechercher. Pour mettre cela en perspective, ils citent une étude de 2005 de Chyba et Hand :

    "Les astrophysiciens… ont passé des décennies à étudier et à rechercher des trous noirs avant d'accumuler les preuves irréfutables qu'ils existent aujourd'hui. On peut en dire autant de la recherche de supraconducteurs à température ambiante, désintégration du proton, violations de la relativité restreinte, ou d'ailleurs le boson de Higgs. En effet, une grande partie des recherches les plus importantes et passionnantes en astronomie et en physique concerne précisément l'étude d'objets ou de phénomènes dont l'existence n'a pas été démontrée - et cela peut, En réalité, s'avèrent ne pas exister. En ce sens, l'astrobiologie ne fait que confronter ce qui est familier, situation même banale dans nombre de ses sciences sœurs."

    En d'autres termes, les progrès futurs dans ce domaine consisteront à développer des moyens de traquer d'éventuelles technosignatures et à déterminer sous quelle forme ces signatures ne peuvent être exclues en tant que phénomènes naturels. Ils commencent par considérer le travail considérable qui a été fait dans le domaine de la radioastronomie.

    Au fond, seule une source radio astronomique à bande extrêmement étroite pourrait être dite d'origine artificielle, puisque les transmissions radio à large bande sont un phénomène courant dans notre galaxie. Par conséquent, Les chercheurs de SETI ont mené des enquêtes à la recherche de sources radio à ondes continues et à impulsions qui ne pouvaient pas être expliquées par des phénomènes naturels.

    Un bon exemple de ceci est le fameux "WOW". signal détecté le 15 août, 1977, par l'astronome Jerry R. Ehman à l'aide du radiotélescope Big Ear de l'Ohio State University. Au cours de l'arpentage de la constellation du Sagittaire, près de l'amas globulaire M55, le télescope a noté un saut soudain dans les transmissions radio.

    Malheureusement, plusieurs enquêtes de suivi n'ont pas permis de trouver d'autres indications de signaux radio provenant de cette source. Cet exemple et d'autres caractérisent le travail minutieux et difficile qui accompagne la recherche de technosignatures par ondes radio, qui a été caractérisé comme cherchant une aiguille dans la « botte de foin cosmique ».

    Des exemples d'instruments et de méthodes d'enquête existants comprennent le réseau de télescopes Allen du SETI Institute, l'Observatoire d'Arecibo, le télescope Robert C. Byrd Green Bank, le télescope de Parkes, et le Very Large Array (VLA), le projet SETI@home et Breakthrough Listen. Mais étant donné que le volume d'espace qui a été recherché pour les recherches radio continues et pulsées, les limites supérieures actuelles des signatures d'ondes radio sont assez faibles.

    De la même manière, les signaux optiques et de lumière proche infrarouge (NIL) doivent également être compressés en termes de fréquence et de temps afin d'être considérés comme d'origine artificielle. Ici, les exemples incluent l'instrument optique proche infrarouge SETI (NIROSETI), le Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS), le Near-Earth Object Wide-field Survey Explorer (NEOWISE), et le spectromètre Keck/Echelle haute résolution (HIRES).

    Lorsqu'il s'agit de rechercher des mégastructures (telles que les sphères de Dyson), les astronomes se concentrent à la fois sur la chaleur perdue des étoiles et sur les baisses de leur luminosité (obscurations). Dans le cas du premier, des enquêtes ont été menées pour rechercher l'excès d'énergie infrarouge provenant d'étoiles proches. Cela pourrait être considéré comme une indication que la lumière des étoiles est capturée par la technologie (comme les panneaux solaires).

    Une équipe d'astronomes de l'UCLA a recherché des « technosignatures » dans les données du champ Kepler. Crédit :Danielle Futselaar

    Conformément aux lois de la thermodynamique, une partie de cette énergie serait rayonnée sous forme de chaleur « perdue ». Dans le cas de ce dernier, les obscurcissements ont été étudiés à l'aide des données des missions Kepler et K2 pour voir s'ils pouvaient indiquer la présence de structures orbitales massives - de la même manière qu'ils ont été utilisés pour confirmer les transits planétaires et l'existence d'exoplanètes.

    De la même manière, des relevés ont été menés sur d'autres galaxies à l'aide du Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) et du Two Micron All-Sky Survey (2MASS) pour rechercher des signes d'obscurcissement. D'autres recherches en cours sont menées avec le satellite astronomique infrarouge (IRAS) et les sources disparues et apparaissant pendant un siècle d'observations (VASCO).

    Le rapport aborde également les technosignatures qui peuvent exister dans notre propre système solaire. Ici, le cas de 'Oumuamua est soulevé. Selon des études récentes, il est possible que cet objet soit en fait une sonde extraterrestre, et que des milliers de tels objets pourraient exister dans le système solaire (dont certains pourraient être étudiés dans un avenir proche).

    Il y a même eu des tentatives pour trouver des preuves de civilisations passées ici sur Terre à travers des technosignatures chimiques et industrielles, similaire à la façon dont de tels indicateurs sur une planète extra-solaire pourraient être considérés comme la preuve d'une civilisation avancée.

    Une autre possibilité est l'existence d'artefacts extraterrestres basés dans l'espace ou de « messages en bouteille ». Ceux-ci pourraient prendre la forme d'engins spatiaux contenant des messages similaires à la "Plaque Pionnier" des missions Pioneer 10 et 11, ou le disque d'or des missions Voyager 1 et 2.

    Finalement, les limites supérieures de ces technosignatures varient, et aucune tentative pour en trouver n'a réussi jusqu'à présent. Cependant, comme ils continuent à noter, il existe des opportunités considérables pour la détection future de technosignature grâce au développement d'instruments de nouvelle génération, méthodes de recherche raffinées et partenariats lucratifs.

    Ceux-ci permettront une plus grande sensibilité lors de la recherche d'exemples de technologie de communication, ainsi que des signes de signatures chimiques et industrielles grâce à la possibilité d'imager directement les exoplanètes.

    Les exemples incluent des instruments au sol comme le télescope extrêmement grand (ELT), le Grand Télescope Synoptique d'Enquête (LSST), et le télescope géant de Magellan (GMT). Il existe également des instruments spatiaux existants, y compris la mission Kepler récemment retirée (dont les données mènent toujours à de précieuses découvertes), la mission Gaïa, et le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

    Les projets spatiaux actuellement en cours de développement comprennent le télescope spatial James Webb (JWST), le Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), et les missions PLANetary Transits and Oscillations of stars (PLATO). Ces instruments, combinés à des logiciels améliorés et à des méthodes de partage de données devraient produire des résultats nouveaux et passionnants dans un avenir pas si lointain.

    Mais comme Wright l'a résumé, ce qui fera la plus grande différence, c'est beaucoup de temps et de patience :

    "Malgré mes 50 ans, SETI (ou, si tu veux, recherches de technosignatures) est à bien des égards encore à ses balbutiements. Il n'y a pas eu beaucoup de recherches par rapport aux recherches d'autres choses (matière noire, trous noirs, vie microbienne, etc.) en raison du manque historique de financement; il n'y a même pas eu beaucoup de quantitatif, travail de base sur les technosignatures à rechercher. Jusqu'à présent, la plupart du travail a consisté à réfléchir au travail qu'ils feraient s'ils disposaient d'un financement. Avec un peu de chance, nous pourrons bientôt commencer à mettre ces idées en pratique."

    Après un demi-siècle, la recherche d'intelligence extraterrestre n'a encore trouvé aucune preuve de vie intelligente au-delà de notre système solaire - c'est-à-dire la célèbre question de Fermi, "Où est tout le monde?", tient encore. Mais c'est la bonne chose à propos du paradoxe de Fermi, vous n'avez à le résoudre qu'une seule fois. Tout ce dont l'humanité a besoin, c'est de trouver un seul exemple, et la question tout aussi consacrée, "Sommes-nous seuls?, " sera enfin répondu.

    Le rapport final, « La NASA et la recherche de technosignatures », a été compilé par Jason Wright et Dawn Gelino - professeur agrégé à PSU et au Center for Exoplanets and Habitable Worlds (CEHW) et chercheur au NASA Exoplanet Science Institute (NExScI), respectivement.


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