Déterminer la « signature » de la Terre pour découvrir d’autres planètes habitables

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Deux astronomes de l’Université McGill ont créé une « signature » pour la Terre, qui pourrait ensuite être utilisée pour identifier une planète capable de supporter la vie au-delà de notre système solaire.

L’étudiante Evelyn Macdonald et son superviseur, le professeur Nicolas Cowan, ont utilisé plus d’une décennie d’observations de l’atmosphère terrestre effectuées par le satellite SCISAT pour mettre au point un spectre transitoire de la Terre, une sorte d’empreinte digitale de l’atmosphère sous lumière infrarouge, qui révèle la présence de molécules importantes dans la recherche de mondes habitables. Cela comprend la présence simultanée d’ozone et de méthane, qui les scientifiques ne s’attendent à détecter que lorsqu’il existe une source organique de ces deux composés sur la planète en question. Une telle détection est appelée « biosignature ».

« Une poignée de chercheurs ont tenté de simuler le spectre transitoire de la Terre, mais il s’agit du premier spectre du genre réalisé de façon empirique », a fait savoir M. Cowan. « Voilà que les astronomes extraterrestres verraient s’ils observaient un transit de la Terre. »

Les conclusions des travaux, publiés le 28 août dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pourraient aider les chercheurs à déterminer le genre de signal à tenter d’observer dans le cadre de leur quête pour trouver des exoplanètes semblables à la Terre.

Mis au point par l’Agence spatiale canadienne, SCISAT a été construit pour aider les scientifiques à comprendre l’affaiblissement de la couche d’ozone terrestre en étudiant les particules dans l’atmosphère alors qu’elles sont traversées par les rayons du soleil. En général, les astronomes peuvent identifier les molécules présentes dans l’atmosphère d’une planète en observant de quelle façon la lumière change d’intensité alors qu’elle traverse cette couche gazeuse. Les instruments de détections doivent ainsi attendre qu’une planète passe – ou effectue un transit – devant son étoile pour effectuer des observations.

Avec des télescopes assez puissants, les astronomes pourraient identifier des molécules telles que le dioxyde de carbone, l’oxygène ou la vapeur d’eau, qui pourraient indiquer si une planète est habitable, ou même habitée.

Depuis la première découverte d’une exoplanète, dans les années 1990, les astronomes ont confirmé l’existence de 4000 exoplanètes. L’équivalent du Saint Graal serait évidemment de détecter une ou plusieurs planètes qui pourrait abriter la vie, une Terre 2.0, en quelque sorte.

Un système solaire très prometteur qui pourrait contenir de tels mondes, appelé TRAPPIST-1, fera l’objet de recherches de la part du prochain grand télescope spatial, James Webb, qui doit être mis en orbite en 2021. Mme Macdonald et M. Cowan ont conçu un signal simulé de ce à quoi ressemblerait l’atmosphère terrestre aux yeux de ce futur télescope résultant de la collaboration entre la NASA et les agences spatiales canadienne et européenne.

Ce système solaire, situé à 40 années-lumière de la Terre, contient sept planètes, dont trois ou quatre se situent dans la « zone habitable », où l’eau pourrait exister sous forme liquide. Les astronomes de McGill affirment que ce système solaire pourrait être un endroit idéal où rechercher un signal similaire à leur « empreinte » terrestre, puisque les planètes orbitent autour d’une étoile naine de classe M, une sorte d’étoile qui est plus petite et plus froide que notre soleil.

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