En 1995, deux scientifiques ont découvert une planète en dehors de notre système solaire en orbite autour d'une étoile de type solaire. Depuis cette découverte - qui a valu aux scientifiques une partie du prix Nobel de physique 2019 - les recherches en ont découvert plus de 4, 000 exoplanètes, y compris certaines planètes semblables à la Terre qui pourraient avoir le potentiel d'abriter la vie.

Afin de détecter si les planètes abritent de la vie, cependant, les scientifiques doivent d'abord déterminer quelles caractéristiques indiquent que la vie est (ou a déjà été) présente.

Au cours de la dernière décennie, les astronomes ont déployé de grands efforts pour essayer de trouver quelles traces de formes de vie simples – connues sous le nom de « biosignatures » – pourraient exister ailleurs dans l'univers. Mais et si une planète extraterrestre abritait une vie intelligente qui a construit une civilisation technologique ? Pourrait-il y avoir des « technosignatures » qu'une civilisation sur un autre monde créerait et qui pourraient être vues depuis la Terre ? Et, ces technosignatures pourraient-elles être encore plus faciles à détecter que les biosignatures ?

Adam Frank, professeur de physique et d'astronomie à l'université de Rochester, a reçu une subvention de la NASA qui lui permettra de commencer à répondre à ces questions. La subvention financera son étude des technosignatures, des signes détectables des technologies passées ou présentes utilisées sur d'autres planètes. Il s'agit de la première subvention de technosignature non radio de la NASA jamais attribuée et représente une nouvelle direction passionnante pour la recherche d'intelligence extraterrestre (SETI). La subvention permettra à Frank, avec les collaborateurs Jacob-Haqq Misra de l'organisation internationale à but non lucratif Blue Marble Space, Manasvi Lingam du Florida Institute of Technology, Avi Loeb de l'Université Harvard, et Jason Wright de la Pennsylvania State University, produire les premières entrées dans une bibliothèque de technosignature en ligne.

"SETI a toujours relevé le défi de savoir où chercher, " dit Frank. " Sur quelles étoiles pointez-vous votre télescope et recherchez-vous des signaux ? Maintenant, nous savons où chercher. Nous avons des milliers d'exoplanètes, y compris des planètes dans la zone habitable où la vie peut se former. Le jeu a changé."

La nature de la recherche a également changé. Une civilisation, par nature, devra trouver un moyen de produire de l'énergie, et, Franck dit, "Il n'y a qu'un certain nombre de formes d'énergie dans l'univers. Les extraterrestres ne sont pas magiques."

Bien que la vie puisse prendre plusieurs formes, il sera toujours basé sur les mêmes principes physiques et chimiques qui sous-tendent l'univers. La même connexion vaut pour la construction d'une civilisation; toute technologie utilisée par une civilisation extraterrestre sera basée sur la physique et la chimie. Cela signifie que les chercheurs peuvent utiliser ce qu'ils ont appris dans des laboratoires liés à la Terre pour guider leur réflexion sur ce qui a pu se passer ailleurs dans l'univers.

"Mon espoir est que, en utilisant cette subvention, nous quantifierons de nouvelles façons de sonder les signes de civilisations technologiques extraterrestres similaires ou beaucoup plus avancées à la nôtre, " dit Loeb, le Frank B. Baird, Jr., Professeur de sciences à Harvard.

Les chercheurs commenceront le projet en examinant deux technosignatures possibles qui pourraient indiquer une activité technologique sur une autre planète :

• Panneaux solaires. Les étoiles sont l'un des générateurs d'énergie les plus puissants de l'univers. Sur Terre, nous exploitons l'énergie de notre étoile, le soleil, donc "utiliser l'énergie solaire serait une chose assez naturelle pour d'autres civilisations, " dit Frank. Si une civilisation utilise beaucoup de panneaux solaires, la lumière réfléchie par la planète aurait une certaine signature spectrale - une mesure des longueurs d'onde de la lumière réfléchie ou absorbée - indiquant la présence de ces capteurs solaires. Les chercheurs détermineront les signatures spectrales de la collecte d'énergie solaire planétaire à grande échelle.
• Polluants. "Nous avons parcouru un long chemin pour comprendre comment nous pourrions détecter la vie sur d'autres mondes à partir des gaz présents dans l'atmosphère de ces mondes, " dit Wright, professeur d'astronomie et d'astrophysique à Penn State. Sur Terre, nous sommes capables de détecter les produits chimiques dans notre atmosphère grâce à la lumière qu'ils absorbent. Quelques exemples de ces produits chimiques incluent le méthane, oxygène, et des gaz artificiels tels que les chlorofluorocarbures (CFC) que nous utilisions autrefois comme réfrigérants. Les études de biosignature se concentrent sur des produits chimiques comme le méthane, que la vie simple produira. Frank et ses collègues catalogueront les signatures des produits chimiques, comme les CFC, qui indiquent la présence d'une civilisation industrielle.

Les informations seront rassemblées dans une bibliothèque en ligne de technosignatures que les astrophysiciens pourront utiliser comme outil comparatif lors de la collecte de données.

"Notre travail consiste à dire, "cette bande de longueur d'onde est l'endroit où vous pouvez voir certains types de polluants, cette bande de longueur d'onde est l'endroit où vous verriez la lumière du soleil se refléter sur les panneaux solaires, " dit Frank. "De cette façon, les astronomes observant une exoplanète lointaine sauront où et quoi chercher s'ils recherchent des technosignatures."

Le travail est une continuation des recherches antérieures de Frank sur l'astrophysique théorique et SETI, y compris le développement d'un modèle mathématique pour illustrer comment une population technologiquement avancée et sa planète pourraient se développer ou s'effondrer ensemble ; classer des « exo-civilisations » hypothétiques en fonction de leur capacité à exploiter l'énergie; et une expérience de pensée demandant si un précédent, la civilisation technologique éteinte depuis longtemps sur Terre serait encore détectable aujourd'hui.