Illustration par: Jimmy Paillet
Au 5 février, nous connaissions 136 planètes extrasolaires. Celles-ci ont été découvertes de quatre manières: La première - appelée synchronisation temporelle des pulsars - nous a permis de détecter des planètes de la taille de la Terre et plus petites en étudiant les variations du temps d'arrivée du rayonnement généré par un pulsar. La suivante - la spectroscopie Doppler - permet aux télescopes basés au sol de mesurer le «décalage» dans le spectre d’une étoile provoqué par la gravité d’une planète en orbite. La troisième - l'astrométrie - est utilisée à peu près de la même manière - à la recherche de l'oscillation périodique en position qu'une éventuelle planète pourrait provoquer sur son étoile parente. Et le dernier? La photométrie de transit permet d'étudier la gradation périodique d'une étoile lorsqu'un corps passe devant elle d'un point de vue particulier - produisant une courbe de lumière.
En avril 2004, Luc F. A. Arnold, (Observatoire de Haute-Provence CNRS 04870 Saint-Michel - l’Observatoire, France) travaillait sur un transit généré par une planète saturnienne quand il en avait une idée. Ce même principe pourrait-il être appliqué pour rechercher des corps en transit de nature artificielle?
«J'ai discuté de l'idée avec plusieurs collègues qui l'ont trouvée intéressante», a commenté Arnold. Une collection de corps artificiels produirait des courbes de lumière faciles à distinguer des corps naturels. Par exemple, un objet triangulaire ou quelque chose en forme de nos propres satellites artificiels montrerait une signature entièrement différente. Si plusieurs objets artificiels étaient détectés en transit - cela pourrait éventuellement être une forme de signalisation de la présence d'une autre vie intelligente - un avec une efficacité égale à la portée de la méthode de l'impulsion laser.
Une alternative rentable à la radio SETI ou à la SETI optique consiste à rechercher des corps artificiels de la taille d'une planète qui pourraient exister autour d'autres étoiles. Puisqu'ils passeraient toujours devant leur étoile parente pour un observateur distant donné, il y a une forte possibilité qu'ils puissent être détectés et caractérisés en utilisant la méthode de la photométrie de transit. Une courbe de lumière de transit planétaire contient de fines caractéristiques en raison de la forme de l'objet - telles que le caractère oblat de la planète, les planètes doubles ou les planètes annelées. Comme l'explique Arnold, «la sphère est la forme d'équilibre préférée des corps massifs et de la taille d'une planète pour s'adapter à leur propre gravité, (mais) on peut considérer les corps non sphériques, surtout s'ils sont petits et légers et tournent autour d'une étoile naine. Leurs transits devant une étoile produiraient un signal détectable. » Les objets artificiels non sphériques - comme un triangle - produiraient une courbe de lumière de transit spécifique. Si plusieurs objets devaient transiter, une courbe de lumière remarquable serait créée par leur nature «on - off - again» de la lumière. Une telle observation revendiquerait clairement un caractère artificiel. Pour visualiser cela, pensez à une lampe de poche se déplaçant derrière un store abaissé, et vous commencerez à avoir l’idée!
L’essentiel du travail de Luc Arnold - qui vient d’être accepté pour publication dans le «Astrophysical Journal» - a consisté à prouver par simulation informatique les effets de formes différentes et multiples et à montrer ces courbes de lumière différentes. Pour vous aider à mieux comprendre, l'écran que vous regardez maintenant est composé de pixels - une unité logique plutôt que physique. Si vous deviez placer une forme de triangle sur l'écran de votre moniteur, il couvrirait les pixels dans une disposition spécifique. Lors d'une simulation, le flux stellaire est remis à zéro en pixels et comparé au flux normal de l'étoile. Ce transit corporel artificiel simulé est ensuite ajusté au transit planétaire connu à l'aide d'un algorithme de Powell.
«Mais la courbe de lumière de la plupart des objets artificiels complexes ne peut pas être exactement superposée par un transit planétaire, et l'algorithme se termine par des résidus non nuls, c'est-à-dire une différence non nulle entre les deux courbes de lumière. Cette différence est la signature «personnelle» de l’objet artificiel. En cas de rotation, les courbes de lumière résiduelle afficheront une modulation supplémentaire. Lorsqu'il est placé contre un gradient, comme le membre, un objet artificiel montrerait également des variations soudaines de pente dans la courbe de lumière pendant l'entrée ou la sortie », explique Arnold.
Le triangle équilatéral produit une courbe de lumière de transit différente d'une sphère. En fait, sa courbe de lumière ressemble à un transit planétaire annelé, donc une ambiguïté peut subsister dans la distinction de ces objets. Mais des objets plus complexes, comme des grappes de formes, par exemple, créent des signatures très spécifiques. Pour un objet artificiel semblable à un satellite, sa structure symétrique serait apparente - car chaque zone aurait un impact sur la courbe de lumière à des intervalles spécifiques. Un objet allongé produirait une ondulation dans sa plus longue période d'entrée et de sortie - provoquant en effet de multiples «transits» facilitant la détection. La nature de ces oscillations pourrait très bien être considérée comme un signe d'appareil intelligent. Si plusieurs objets étaient disposés spatialement en groupes pour pénétrer une étoile de manière mathématiquement constante, ces gouttes dans la courbe de lumière pourraient clairement représenter un type de message - le langage de la science.
Avec les simulations informatiques perfectionnées, Arnold sait à quoi devrait ressembler un corps en transit naturel ou artificiel dans une courbe de lumière - mais la science a-t-elle observé un transit planétaire? «Jusqu'à présent, il n'y a qu'une seule courbe de lumière de transit obtenue avec une très bonne précision - le transit pour HD 209 458b observé avec le télescope spatial Hubble. T. Brown et ses collègues ont découvert que la courbe de lumière pouvait être équipée d'un corps sphérique à l'intérieur de la précision de mesure. » Ce type d'informations fournit à Arnold le modèle dont il a besoin. En juin 2006, sa vision pourrait se réaliser. COROT (mission spatiale approuvée par l'Agence spatiale française CNES, avec la participation de l'Autriche, la Belgique, le Brésil, l'Allemagne, l'Espagne, l'ESA et l'ESTEC) sera dédiée à la sismologie stellaire et à l'étude des planètes extrasolaires - la première mission spatiale approuvée uniquement consacré à ces sujets. Le vaisseau spatial consistera en un télescope de ~ 30 cm avec un réseau de détecteurs pour surveiller les courbes lumineuses d'étoiles bien choisies par CCD. Le potentiel global de COROT (COnvection, ROtation et planetary Transits) est de détecter plusieurs dizaines de planètes de la taille de la Terre et d'autres programmes à venir tels que le Terrestrial Planet Finder (TPF) et la Space Interferometry Mission (SIM) changeront le visage de tout ce que nous savons sur les planètes extrasolaires.
Que signifie ce type de nouvelle technologie pour des chercheurs comme Luc Arnold? "Ces missions spatiales donneront une précision (photométrique) de 0,01% - mais 1% pourrait être suffisant si les objets sont assez gros." Selon ses recherches, un seul transit d'un corps artificiel nécessiterait ce type de précision, mais un transit multiple serait beaucoup plus détendu. "La photométrie à 1% est à la portée de milliers d'astronomes amateurs équipés de CCD." Les chances sont bien plus grandes qu'une civilisation communicative favoriserait une série d'objets plutôt qu'une seule non sphérique pour signaler leur présence. Les transits d'objets opaques sont achromatiques, ce qui les place dans la détectabilité du CCD sur l'ensemble du spectre.
Comme le souligne Luc, ce type de recherche pourrait bien être du domaine de l'astronome amateur. Actuellement, la recherche de signes d'intelligence extraterrestre se limite à la radio et la recherche d'impulsions laser qui nécessite un équipement spécialisé. «Pour l'instant, il n'y a pas de projet pour appliquer cette idée. Si l'idée se transforme en un programme d'observation spécifique (SETI), un certain nombre de collaborations seraient les bienvenues! »
La recherche de transits planétaires est déjà en cours, comme l'expérience de lentille gravitationnelle optique (OGLE), "et le cas de transit multiple pourrait être découvert au cours de ces programmes - peut-être demain!" Alors que demain pourrait sembler un rêve impossible, Arnold sait différemment. Son travail a déjà été soumis à l'institut SETI. Pour le reste des citoyens de la planète Terre, nous attendons les résultats. Demain, nous montrera-t-il un éventuel dispositif de collecte d'énergie, de communication ou d'étude mis en orbite par une autre espèce sensible? Si nous considérons ce que nous savons de l'astronomie comme une "vérité" fondamentale dans tout le Cosmos, alors une découverte de cette ampleur pourrait être la plus grande nouvelle de toutes ... "En supposant que nous sommes sûrs d'avoir détecté un artefact extraterrestre dans une courbe de lumière de transit , mon avis est que nous devrions le considérer comme un "Bonjour tout le monde… Nous sommes ici!" adressé à toute la Galaxie! "
Écrit par Tammy Plotner
