L'incertitude en science est une bonne chose. Car voici comment fonctionne le modèle scientifique :vous observez un phénomène, puis formuler une hypothèse sur la raison pour laquelle ce phénomène se produit, puis tester l'hypothèse, ce qui vous amène à développer une nouvelle hypothèse, etc. Ce processus signifie qu'il peut être difficile de savoir définitivement quelque chose. Au lieu, les scientifiques travaillent pour comprendre l'incertitude de leurs mesures, leurs modèles, leurs conclusions.

En d'autres termes, plutôt que d'être une limitation, l'incertitude peut aider à améliorer notre connaissance du monde naturel, et dites-nous quelles questions poser ensuite.

Mais ce confort avec l'incertitude ne se traduit pas toujours par la façon dont les découvertes scientifiques sont communiquées. Surtout avec les médias sociaux omniprésents et les délais d'exécution rapides pour les journalistes et les bureaux de presse, les nuances ou même les limites majeures d'une découverte scientifique peuvent être difficiles à transmettre au public. Par conséquent, il est possible pour les gens – tout à fait compréhensible – d'avoir l'impression qu'une nouvelle découverte est plus solide qu'elle ne l'est réellement.

Prenez des exoplanètes. On croyait autrefois confiné au domaine de la science-fiction, il y en a maintenant plus de 4, 000 mondes connus en orbite autour d'autres étoiles. Et ce nombre est en constante augmentation. Le plus excitant, les engins spatiaux comme la mission TESS de la NASA sont de plus en plus capables de rechercher de plus petits, exoplanètes rocheuses, y compris ceux qui pourraient être semblables à la Terre et peut-être même habitables.

Il existe plusieurs méthodes pour détecter les exoplanètes. Les exoplanètes suspectées sont appelées "candidates" jusqu'à ce que deux ou de préférence plusieurs approches indépendantes confirment qu'elles sont, En réalité, réel. Les deux techniques principales sont la photométrie de transit et la méthode de la vitesse radiale.

La photométrie de transit consiste à observer une étoile distante à travers un télescope (généralement très puissant) et à observer si sa luminosité diminue. Si c'est le cas, une explication de cette atténuation est qu'une planète est passée entre l'étoile et l'observateur sur Terre. Si une étoile semble s'assombrir régulièrement, c'est une bonne preuve circonstancielle qu'une planète passant devant l'étoile est la coupable. La photométrie de transit permet même d'estimer la taille d'une planète, en mesurant à quel point la planète obscurcit son étoile (car une planète plus grosse bloquera plus de lumière qu'une planète plus petite).

Bien sûr, pour que cette méthode fonctionne, le plan orbital d'une exoplanète doit être tel qu'elle croise l'étoile vue par la Terre. Et la planète doit faire le tour de son étoile assez fréquemment pour que nous puissions la détecter en un temps d'observation raisonnable. Par exemple, une planète qui met autant de temps pour faire le tour d'une étoile que Pluton en orbite autour du Soleil n'est pas quelque chose que nous sommes susceptibles de détecter, même si son plan orbital est à la périphérie de la Terre.

La méthode de la vitesse radiale recherche de minuscules oscillations dans la rotation d'une étoile (mesurées par les variations des propriétés de la lumière qu'elle émet). Comme c'est le cas pour la photométrie de transit, si cette oscillation se produit régulièrement, alors nous pourrions raisonnablement conclure que le remorqueur gravitationnel d'une planète en orbite est responsable. Et, de nouveau, cette oscillation doit se répéter suffisamment fréquemment pour que nous ayons une chance de la détecter avec des télescopes.

Cependant, un avantage majeur de la méthode de la vitesse radiale par rapport à la photométrie de transit est qu'une planète n'a pas besoin de croiser son étoile du point de vue d'un astronome sur Terre. Mais c'est aussi là qu'une incertitude majeure réside dans la compréhension du type de planète que nous pourrions détecter avec cette méthode.

Imaginez une planète tournant autour de son étoile sur une orbite à l'extrémité, par rapport à la Terre. L'oscillation que cette planète induirait dans son étoile serait une valeur maximale de notre point de vue :la quantité que l'étoile se déplacerait est la plus grande vers ou loin de nous. (Bien sûr, le montant de cette motion est vraiment minuscule, mais quelque chose que nous pouvons encore mesurer avec les télescopes modernes.). D'autre part, si la planète tournait dans un plan qui nous faisait face, c'est-à-dire nous verrions l'orbite entière comme un cercle de notre point de vue - alors nous ne verrions aucune oscillation du tout. Tous les tiraillements sur l'étoile seraient dans le plan de l'orbite, ne nous laissant aucun changement dans les propriétés de la lumière de l'étoile à détecter.

Mais si, comme c'est le plus probable, une planète orbite dans un plan qui n'est ni de côté, ni face, à nous?

L'oscillation que nous détecterions serait une partie de l'oscillation totale. Et puisque l'amplitude de l'oscillation se rapporte à la masse de la planète en orbite, nous ne serions capables de mesurer qu'une valeur minimale pour la masse de cette planète. Cela compte, parce que la masse équivaut à la taille :une planète de faible masse a plus de chances d'être rocheuse qu'une planète de masse élevée. Et voici où plusieurs méthodes de détection sont utiles, car si la photométrie de transit peut mesurer la taille d'une planète, et les mesures de vitesse radiale nous donnent la masse de la planète, alors la densité de l'exoplanète peut être calculée.

Une planète avec une densité élevée est beaucoup plus susceptible d'être rocheuse - comme la Terre ou Vénus - qu'une planète avec une densité plus faible, qui pourrait être composé principalement de gaz, comme Neptune et Uranus. Mais pour une exoplanète détectée avec la vitesse radiale seule, il peut être impossible de savoir si sa valeur de masse mesurée est exacte, et donc la nature d'une telle planète, roche ou gazeuse, est incertaine.

Les astronomes le savent, bien sûr, et à moins que l'angle de l'orbite d'une planète par rapport à la Terre soit connu (avec la photométrie de transit, dire), ils rapportent la masse d'une exoplanète trouvée avec la méthode de la vitesse radiale au minimum. C'est un exemple où l'incertitude en science est pleinement reconnue. Mais c'est aussi un exemple où cette incertitude n'est pas nécessairement évidente pour quelqu'un qui n'est pas particulièrement familiarisé avec la façon dont les exoplanètes sont découvertes.

Par exemple, en 2016, l'Observatoire européen austral a annoncé la découverte d'une planète en orbite autour de l'étoile la plus proche du Soleil, Proxima Centauri. Cette planète, nommé Proxima b, a été détecté avec la méthode de la vitesse radiale et a une masse minimale de 1,27 fois celle de la Terre, ce qui en fait une planète rocheuse. (Vous pouvez voir une impression d'artiste de la planète en haut de cette page.)

Mais il est tout à fait possible que Proxima b soit plus massive encore, et pourrait même être une mini-Neptune - un type de planète introuvable dans notre système solaire, mais cela semble courant ailleurs, avec une épaisse atmosphère d'hydrogène-hélium. Un mini-Neptune ne ressemble en rien à un monde rocheux comme la Terre, mais les illustrations qui accompagnaient la nouvelle de la découverte de Proxima b (comme celle en haut de cette page) ne pouvaient pas facilement capturer cette incertitude. Et donc, bien que les exoplanètes soient des choses incroyablement excitantes à étudier et à apprendre, cela vaut la peine de garder l'esprit ouvert lorsque des articles surgissent sur l'habitabilité potentielle des planètes qui sont juste à côté de nous. Au moins, jusqu'à ce que nous puissions leur rendre visite.