Les télescopes avancés sont sur le point de révolutionner la recherche de vie extraterrestre en étudiant l’atmosphère des exoplanètes. Des recherches récentes montrent leur capacité à détecter des biosignatures clés, en mettant l’accent sur les techniques d’imagerie directe et l’analyse comparative des télescopes spatiaux et terrestres. Crédit : Issues.fr.com
Des télescopes de haute technologie recherchent les produits chimiques nécessaires à la vie sur Terre.
La prochaine génération de télescopes avancés pourrait intensifier la chasse à la vie extraterrestre potentielle en scrutant de près l’atmosphère des exoplanètes proches, suggèrent de nouvelles recherches.
Publié récemment dans Le journal astronomique, un nouvel article détaille comment une équipe d’astronomes de l’Ohio State University a examiné la capacité des prochains télescopes à détecter des traces chimiques d’oxygène, de dioxyde de carbone, de méthane et d’eau sur 10 exoplanètes rocheuses. Ces éléments sont des biosignatures également présentes dans l’atmosphère terrestre et peuvent fournir des preuves scientifiques clés de la vie.
Biosignatures potentielles sur les exoplanètes
L’étude a révélé que pour deux de ces mondes proches, Proxima Centauri b et GJ 887 b, ces télescopes sont très aptes à détecter la présence de biosignatures potentielles. Parmi les deux, les résultats montrent que ce n’est que pour Proxima Centauri b que les machines seraient capables de détecter le dioxyde de carbone s’il était présent. Bien que non exoplanète a été découvert qu’elles jumelaient précisément les premières conditions de vie sur Terre, ces travaux suggèrent que si elles sont examinées plus en détail, ces super Terres uniques – des planètes plus massives que la Terre mais plus petites que Neptune – pourrait constituer une cible appropriée pour de futures missions de recherche.
Techniques d’imagerie et tests d’instruments
Pour faire avancer la recherche de planètes habitables, Huihao Zhang, auteur principal de l’étude et chercheur principal en astronomie à l’Ohio State, et ses collègues ont également cherché à déterminer l’efficacité d’instruments d’imagerie spécialisés comme le Télescope spatial James Webb (JWST) et d’autres télescopes extrêmement grands (ELT) tels que le télescope européen de très grande taille, le télescope de trente mètres et le Télescope géant Magellan à imager directement les exoplanètes.
« Toutes les planètes ne se prêtent pas à l’imagerie directe, mais c’est pourquoi les simulations nous donnent une idée approximative de ce que les ELT auraient apporté et des promesses qu’elles sont censées tenir une fois construites », a déclaré Zhang.
La méthode directe d’imagerie des exoplanètes consiste à utiliser un coronographe ou un starshade pour bloquer la lumière d’une étoile hôte, permettant ainsi aux scientifiques de capturer une faible image du nouveau monde en orbite. Mais comme les localiser de cette manière peut être difficile et prendre du temps, les chercheurs ont cherché à voir dans quelle mesure les télescopes ELT pourraient relever ce défi. Pour ce faire, ils ont testé la capacité des instruments de chaque télescope à différencier le bruit de fond universel du bruit planétaire qu’ils visaient à capturer tout en détectant les biosignatures ; appelé rapport signal sur bruit, plus il est élevé, plus la longueur d’onde d’une planète peut être détectée et analysée facilement.
Les résultats ont montré que le mode d’imagerie directe de l’un des instruments de l’ELT européen, appelé imageur et spectrographe ELT à infrarouge moyen, a mieux fonctionné pour trois planètes (GJ 887 b, Proxima b et Wolf 1061 c) pour discerner la présence de méthane, de carbone le dioxyde de carbone et l’eau, tandis que son spectrographe de champ optique monolithique à haute résolution angulaire et proche infrarouge pouvait détecter le méthane, le dioxyde de carbone, l’oxygène et l’eau, mais nécessitait un temps d’exposition beaucoup plus long.
De plus, étant donné que ces conclusions concernaient des instruments qui devront scruter le brouillard chimique de l’atmosphère terrestre pour faire progresser la recherche de la vie cosmique, elles ont été comparées aux capacités spatiales actuelles du JWST, a déclaré Zhang.
Analyse comparative des télescopes spatiaux et terrestres
« Il est difficile de dire si les télescopes spatiaux sont meilleurs que les télescopes au sol, car ils sont différents », a-t-il déclaré. « Ils ont des environnements différents, des emplacements différents et leurs observations ont des influences différentes. »
Dans ce cas, les résultats ont révélé que bien que GJ 887 b soit l’une des cibles les plus appropriées pour l’imagerie directe ELT, son emplacement et sa taille se traduisant par un rapport signal/bruit particulièrement élevé, pour certaines planètes en transit, telles que TRAPPIST-1. système, les techniques de JWST pour étudier les atmosphères planétaires sont plus adaptées pour les détecter que l’imagerie directe à partir des ELT sur Terre.
Orientations futures et importance de la simulation
Parce que l’étude a adopté une hypothèse plus conservatrice avec les données, a déclaré Zhang, la véritable efficacité des futurs outils astronomiques pourrait encore surprendre les scientifiques. Et mis à part les subtils contrastes de performances, ces technologies puissantes servent à élargir notre compréhension de l’univers et sont censées se compléter, a déclaré Ji Wang, co-auteur de l’étude et professeur adjoint en astronomie à l’Ohio State. C’est pourquoi des études comme celle-ci, qui évaluent les limites de ces technologies, sont nécessaires, a-t-il déclaré.
« L’importance de la simulation, en particulier pour les missions qui coûtent des milliards de dollars, ne peut être assez soulignée », a déclaré Wang. « Non seulement les gens doivent construire le matériel, mais ils s’efforcent également de simuler les performances et d’être prêts à obtenir ces glorieux résultats. »
Selon toute vraisemblance, comme les ELT ne seront pas terminés avant la fin de la décennie, les prochaines étapes des chercheurs consisteront à simuler la capacité des futurs instruments ELT à étudier les subtilités des preuves de vie rampantes sur notre propre planète.
« Nous voulons voir dans quelle mesure nous pouvons étudier notre atmosphère dans les moindres détails et quelle quantité d’informations nous pouvons en extraire », a déclaré Wang. « Parce que si nous ne pouvons pas répondre aux questions d’habitabilité avec l’atmosphère terrestre, nous ne pourrons en aucun cas commencer à répondre à ces questions autour d’autres planètes. »