Ce fut une bonne semaine pour l'astrobiologie. Quelques jours après l'annonce de la NASA que les ingrédients nécessaires à la vie existent dans les panaches sortant du pôle sud de la lune de Saturne Encelade, des scientifiques se sont réunis à l'Université de Stanford pour discuter de la découverte de la vie en dehors du système solaire.

Notant comment, « La recherche de la vie dans l'Univers est passée de la spéculation à une science axée sur les données, " Des conférenciers comme le physicien de Stanford Peter Michelson ont proposé des plans détaillés pour trouver la vie sur les exoplanètes. Au cours de deux jours les 20 et 21 avril, des dizaines de scientifiques participant à la conférence Breakthrough Discuss ont envisagé des options pour explorer des planètes dans d'autres systèmes stellaires. Ces options comprenaient l'utilisation d'une nouvelle génération de télescopes puissants pour les observations à longue distance, ainsi que de faire progresser une technologie unique en son genre pour visiter d'autres systèmes stellaires, le tout au sein de la prochaine génération.

Ce que ces stratégies avaient en commun était de se concentrer sur l'observation des planètes de la zone habitable dans notre voisinage stellaire local. Rien que dans ce quartier, à moins de 30 années-lumière de notre système solaire, les astrobiologistes ont déjà identifié plusieurs exoplanètes semblables à la Terre et des dizaines de systèmes pouvant abriter des mondes semblables à la Terre. Ces exoplanètes, identifiés par l'effet qu'ils ont sur leur étoile mère, sont rocheuses et ont à peu près la même taille et la même densité que la Terre. Ils orbitent autour de leurs étoiles à une distance qui permettrait à l'eau liquide d'exister à la surface. Il y a, cependant, au moins une différence majeure entre notre planète et ces exoplanètes potentiellement habitables. C'est-à-dire, ils ne tournent pas autour d'étoiles comme notre soleil.

Sur le spectre des étoiles, notre soleil est ce qu'on appelle une naine jaune. C'est clair, et pas très grande par rapport aux plus grandes étoiles de notre galaxie. Encore, même les étoiles moyennes comme notre Soleil ne sont pas si communes. Notre voisinage stellaire local - et probablement dans l'Univers dans son ensemble - est rempli de beaucoup plus d'étoiles de faible masse. Il y a 20 étoiles naines jaunes comme notre soleil à proximité et 250 naines M, une variété d'étoiles si petites et sombres que, malgré leur abondance, ne se voit pas à l'œil nu. Au cours des trois à quatre dernières années, chaque étoile de faible masse que nous avons étudiée semble avoir au moins une planète. D'habitude, ils en ont plus d'un.

« Quelle est la fréquence des planètes en orbite autour d'étoiles de faible masse ? Très fréquente en effet, " a expliqué Courtney Dressing, un astronome de l'UC Berkeley au groupe réuni. "Pour un nain M typique, il y a généralement 2,5 planètes. Une étoile sur quatre a une planète de la même taille et de la même température que la Terre dans la zone habitable."

Le point de Dressing était qu'étant donné le nombre de nains M dans la région locale, il devrait y avoir au moins 60 planètes potentiellement semblables à la Terre dans des zones habitables à moins de 32 années-lumière d'ici, et peut-être bien d'autres. À ce jour, la plupart de nos données sur les exoplanètes proviennent du vaisseau spatial Kepler. Le vaisseau spatial Kepler a concentré sa recherche de planètes sur de grandes étoiles naines M. Dans le futur proche, lorsque l'on étudie les petites et moyennes naines M, nous pouvons découvrir que plus près d'une étoile sur trois a une planète semblable à la Terre dans la zone habitable.

En plus d'être plus abondant, étudier les exoplanètes potentiellement habitables autour de ces étoiles de faible masse présente d'autres avantages. Ces exoplanètes ont des orbites serrées autour de leurs étoiles car les zones habitables sont proches, donnant aux scientifiques la possibilité de visualiser leurs transits toutes les quelques semaines. C'est au cours de ces transits, quand les exoplanètes passent devant leurs étoiles, que nous avons la meilleure occasion d'étudier leurs atmosphères à la recherche de signes de vie. De nombreux participants à la conférence, dont Mercedes López-Morales du Harvard Center for Astrophysics, expliqué comment nous allons sonder les atmosphères des planètes de la zone habitable la plus proche à la recherche de signes de vie habitant à la surface ou dans un océan. "Nous allons chercher de l'oxygène, " elle a dit.

Parce que l'augmentation de l'oxygène dans l'atmosphère terrestre correspondait à l'apparition de la vie, nous utilisons fréquemment cette molécule particulière comme marqueur de la présence de vie ailleurs. Aussi, l'oxygène aime interagir avec d'autres produits chimiques. Si nous découvrons une planète où l'oxygène traîne encore dans l'atmosphère, quelque chose, peut-être la vie, le fait activement. Donc, la recherche de la vie se concentrera sur des éléments et des molécules comme l'hydrogène, oxygène, et le méthane. Cependant, comme López-Morales l'a expliqué, il y a un inconvénient à cette approche.

"L'atmosphère d'une planète ne fait que 1% de la taille de la planète. La taille du signal est minuscule. Vous devez collecter au moins un billion de photons pour être très certain que vous regardez vraiment l'oxygène."

La bonne nouvelle est qu'une nouvelle génération de télescopes conçus pour l'exploration planétaire et l'astrobiologie sera mise en ligne pour nous aider à collecter ces photons. À cette époque l'année prochaine, le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) sera prêt pour le lancement. Au cours de sa mission de deux ans, TESS enquêtera sur 200, 000 étoiles, y compris les plus brillants de nos systèmes locaux. Le télescope géant de Magellan (GMT) au Chili, devrait être opérationnel d'ici 2022, aura un pouvoir de résolution 10 fois supérieur à celui du télescope spatial Hubble. Le GMT comportera un appareil appelé spectrographe G-CLEF, qui pourra voir des molécules comme l'oxygène dans des atmosphères planétaires lointaines. Finalement, à l'ouverture de l'Extremely Large Telescope (ELT) en 2024, il aura plus de puissance de collecte de lumière que les télescopes terrestres actuels de 8 à 10 mètres combinés. Les astrobiologistes comptent sur la mise en service de ces grands télescopes d'ici 2024 pour identifier les premiers candidats à la recherche d'oxygène et de vie dans notre voisinage stellaire.

Même si nous anticipons un trésor de données atmosphériques provenant de ces missions, les scientifiques découvrent des espèces qui vivent assez bien sans oxygène, léger, et d'autres caractéristiques que nous croyions nécessaires à la vie. Ces découvertes mettent en évidence à quel point les bio-signatures atmosphériques comme l'oxygène sont imparfaites, si alléchant, façon de chercher la vie à distance. La question devient alors :existe-t-il un autre moyen de rechercher la vie extraterrestre au-delà de l'étude des atmosphères des exoplanètes ?

Idéalement, d'identifier définitivement la vie sur d'autres mondes, nous visiterions des planètes voisines comme Proxima b, à seulement 4 années-lumière, en personne ou avec un vaisseau spatial. C'est l'objectif de l'initiative Starshot de Breakthrough. Annoncé il y a un peu plus d'un an, Le but de Starshot, selon son fondateur, est « d'atteindre littéralement les étoiles de notre vivant ». Le plan pour accomplir cet exploit consiste à lancer une flotte de très petits engins spatiaux. Starshot accélérera ensuite ces vaisseaux jusqu'à une vitesse aussi proche que possible de la lumière. En pointant des lasers à haute puissance sur ces caméras de la taille d'un gramme dans l'espace, nous pourrons peut-être réduire le temps, Coût, et le poids requis pour observer de près les planètes autour d'autres étoiles.

"Le but est de faire voler une sonde très près d'une planète et de découvrir si elle a de la vie, " a déclaré Avi Loeb, un physicien au Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. "Quelle est la couleur de la planète ? Est-elle verte ? A-t-elle de la végétation ? Est-elle bleue, y a-t-il des océans ? Ou est-ce un désert ?"

À la conférence, L'ingénieur de la NASA Ruslan Belikov a créé des simulations de ce à quoi pourrait ressembler une exoplanète du point de vue de Starshot. Même si l'engin se déplaçait à 90 pour cent de la vitesse de la lumière, les caméras embarquées devraient toujours pouvoir détecter les signes de grands océans, des nuages, et les masses terrestres qu'une exoplanète pourrait avoir.

L'espoir est qu'un jour, en combinant l'accélération laser de ces très petites embarcations avec des caméras et autres capteurs, nous pourrions enfin jeter un coup d'œil sur les planètes de la zone habitable entourant les étoiles proches, et en faisant, peut-être trouver définitivement la vie ailleurs dans l'Univers. La combinaison des données de notre nouvelle génération de très grands télescopes avec des observations atmosphériques d'exoplanètes proches autour des naines M peut nous aider à choisir les meilleures cibles pour le survol de petits vaisseaux Starshot.

"Nous allons être la génération dont on se souviendra pour avoir trouvé des exoplanètes. C'est un fait, " a déclaré López-Morales. " Allons-nous être aussi la génération dont on se souviendra comme les premiers à avoir trouvé la vie sur ces planètes ? "

Cette, En effet, serait la percée d'une vie.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du magazine Astrobiology de la NASA. Explorez la Terre et au-delà sur www.astrobio.net .