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    Project Blue et la quête pour photographier les exoplanètes

    Crédit :Institut SETI

    L'imaginaire collectif du monde pour répondre à la question séculaire, "Sommes-nous seuls, " a été rallumé maintenant que nous comprenons que les exoplanètes - les planètes en orbite autour d'étoiles autres que le Soleil de la Terre - ne sont pas rares. Il est de plus en plus urgent de développer des capacités pour photographier directement les exoplanètes autour des étoiles proches et pour caractériser leurs conditions de surface et, Alpha Centauri, étant le système stellaire le plus proche du nôtre, est naturellement devenu un point central de l'étude scientifique actuelle.

    Alpha Centauri présente deux étoiles semblables au Soleil, chacune avec la possibilité d'avoir une ou plusieurs exoplanètes en orbite dans sa zone habitable - la plage où les températures permettraient à l'eau liquide d'exister à la surface d'une planète - ce qui en fait une cible encore plus convaincante. D'un point de vue technique, comme notre système stellaire voisin le plus proche, Alpha Centauri est également le système le plus simple pour nous de résoudre des échelles physiques importantes, notamment une meilleure compréhension de la distance entre une étoile et sa zone habitable.

    Être le système voisin le plus proche de la Terre fait également d'Alpha Centauri notre meilleure perspective à explorer lorsque nous aurons la technologie pour voyager à travers plusieurs années-lumière dans un laps de temps raisonnable. A titre de comparaison, nous commençons encore notre exploration de Mars, et ce n'est généralement que quelques minutes-lumière, ou ~40 millions de miles, loin à son approche la plus proche de la Terre. Alpha Centauri est le système stellaire le plus proche, mais il fait quand même 4,37 années-lumière, ou ~25 000 milliards de miles, une façon.

    Jusqu'à maintenant, bien que nous sachions que les planètes de la taille de la Terre sont courantes dans notre Voie lactée, les technologies permettant de les photographier directement en lumière visible à l'œil humain n'étaient pas disponibles. Le défi de capturer ce type d'image a été de trouver comment bloquer efficacement la lumière d'une étoile afin de voir ses planètes en orbite. Une étoile est plus d'un milliard de fois plus lumineuse, et doit être supprimé afin de voir et de capturer des images de planètes en orbite.

    Puisque Alpha Centauri est un système binaire, ce défi est encore plus compliqué, car nous devons supprimer la lumière de deux étoiles. Project Blue est une mission visant à mettre un télescope à usage spécial capable de supprimer la lumière des étoiles et de capturer des images d'exoplanètes en orbite terrestre basse. nous permettant de voir toutes les exoplanètes environnantes dans leurs orbites. Le système spécialisé de suppression de la lumière des étoiles se compose de :

    • Un instrument appelé coronographe pour bloquer la lumière des étoiles, en utilisant soit l'apodisation d'amplitude induite par la phase (PIAA) soit la technique du vortex vectoriel ;
    • Un miroir déformable, capteurs de front d'onde d'ordre faible, et des algorithmes de contrôle logiciel pour manipuler la lumière entrante et obtenir un contrôle du front d'onde multi-étoiles (MSWC) ; et
    • Méthodes de post-traitement, appelée imagerie différentielle orbitale (ODI), pour améliorer le contraste de l'image.

    Bien que chaque mission spatiale soit complexe, difficile et prend du temps, Project Blue a un cycle de vie relativement court d'environ six ans. L'équipe du Projet Bleu, composé d'experts techniques et de ressources de BoldlyGo Institute, Mission Centaure, l'Institut SETI, Université du Massachusetts Lowell, et d'autres institutions espèrent lancer la mission en orbite terrestre basse d'ici 2021 et observer le système Alpha Centauri pendant 2 ans avec sa caméra coronagraphique. Par contre, si nous devions concevoir une sonde à envoyer à Alpha Centauri et la lancer aujourd'hui en utilisant la technologie de fusée conventionnelle, il en faudrait environ 75, 000 ans pour y arriver avant de pouvoir transmettre des images de toute découverte à la Terre.

    Les découvertes du projet Blue pourraient éclairer d'autres missions, tels que les futurs grands télescopes terrestres et spatiaux, et même Breakthrough Starshot, qui en est aux premiers stades du développement d'une technologie permettant d'atteindre des vitesses de ⅕ de la vitesse de la lumière afin d'envoyer des sondes à Alpha Centauri. En cas de succès, La percée de Starshot prendrait encore des décennies pour arriver à Alpha Centauri, et 4 ans supplémentaires pour que les premières images reviennent sur Terre. Project Blue pourrait être en mesure de fournir une "feuille de route" pour s'assurer que les futures missions comme celles-ci se trouvent aux bons endroits.

    Le plus important est peut-être la possibilité que Project Blue identifie et capture la première image d'une exoplanète bleue rocheuse - un " point bleu pâle " - comme l'image de la Terre que le vaisseau spatial Voyager 1 nous a renvoyée le 14 février, 1990, à une distance de 4 milliards de milles alors qu'il quittait notre système solaire.

    Crédit :Institut SETI

    D'un point de vue scientifique, cette découverte serait comparable à d'autres découvertes majeures des 500 dernières années. Cela nous permettrait de connaître et d'étudier la composition de ce qui pourrait être une autre planète avec des océans d'eau et une atmosphère épaisse capable de supporter la vie telle que nous la connaissons :une Terre sœur.

    D'un point de vue philosophique, cette découverte serait encore plus profonde. Identifier une autre planète céruléen pourrait nous dire que la Terre n'est pas unique dans l'univers. Lorsque Voyager 1 a envoyé les images de points bleu pâle de la Terre, Carl Sagan a proposé :

    "Regardez à nouveau ce point. C'est ici. C'est chez nous. C'est nous. Sur lui, tous ceux que vous aimez, tout le monde que vous connaissez, tous ceux dont vous avez entendu parler, chaque être humain qui ait jamais été, vécu leur vie."

    Si trouver une autre planète bleue permettrait de répondre à de nombreuses questions, cela conduirait à bien d'autres, commençant sans doute par :« Sommes-nous seuls ?

    Si nous devions déterminer qu'il y a de la vie, toutes les réflexions de Sagan sur la Terre prendraient soudainement une nouvelle dimension que nous n'avons jamais eu à considérer. Nous aurions découvert la maison de quelqu'un d'autre.

    « Project Blue est une mission spatiale ambitieuse, conçu pour répondre à une question fondamentale, mais étonnamment, la technologie pour collecter une image d'un "point bleu pâle" autour des étoiles Alpha Centauri est là, " dit Franck Marchis, Astronome planétaire principal à l'institut SETI et responsable des opérations du projet Blue Science. "La technologie que nous utiliserons pour parvenir à détecter une planète 1 à 10 milliards de fois plus faible que son étoile a été largement testée en laboratoire, et nous sommes maintenant prêts à concevoir un télescope spatial avec cet instrument."

    « Nous sommes extrêmement heureux de nous associer à l'Institut BoldlyGo sur le projet Blue. Nous partageons un objectif commun d'intégrer la science citoyenne dans nos initiatives, " a déclaré le président et chef de la direction du SETI Institute, Bill Diamond. " Le projet Blue s'appuie sur des recherches récentes pour tenter de montrer que la Terre n'est pas seule dans le cosmos en tant que planète capable de supporter la vie, et ne serait-il pas étonnant de voir une telle planète dans notre système stellaire voisin le plus proche ? C'est la raison fondamentale pour laquelle nous cherchons."

    "L'avenir de l'exploration spatiale offre un potentiel illimité pour répondre à des questions profondes sur notre existence et notre destin. La science spatiale est la pierre angulaire de l'étude de ces questions, ", a déclaré Jon Morse, PDG de l'Institut BoldlyGo. "Le projet Blue cherche à engager une communauté mondiale dans une mission de recherche de planètes habitables et de vie au-delà de la Terre."

    Project Blue recueille actuellement des fonds privés et citoyens pour achever la conception initiale de l'architecture de la mission. La conception est basée sur des exigences détaillées définies par l'équipe scientifique du projet Blue, qui est composé d'éminents chercheurs sur les exoplanètes de diverses institutions. Cette architecture orchestre la façon dont le télescope, appareil photo coronaire, bus de vaisseau spatial, et le système au sol travaillent tous ensemble pour acquérir, boutique, transmettre, et traiter les photos que la mission Project Blue prendra. Après la conception initiale, nous allons exécuter des simulations de mission pour prédire les performances, et rendra un simulateur de performance de mission (MPS) disponible en ligne pour les scientifiques citoyens intéressés afin d'exécuter leurs propres simulations.


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