Nous cherchons dans les étoiles des signes de vie intelligente. Et si les étoiles regardaient en arrière, se demandant la même chose à propos de nous ?
L’astrophysicienne autrichienne Lisa Kaltenegger a une idée de ce que cela pourrait signifier, ou du moins d’où pourrait provenir cette perspective : 2 034 étoiles, dont sept avec des exoplanents connus et confirmés, sont, ont été ou seront un jour positionnées afin qu’elles puissent repérer Terre en utilisant les techniques que nous connaissons actuellement.
Cela couvrirait une période commençant à peu près au début de l’histoire enregistrée (une époque où les gens parlaient encore proto-indo-européen et la première dynastie pharaonique a germé dans la vallée du Nil) et s’étendant sur 5 000 ans dans le futur. Et à un moment donné au cours de cette chronologie, les êtres en orbite autour de l’une de ces 2 034 étoiles pourraient avoir une chance de regarder vers la Terre et de voir notre point bleu pâle transiter par le soleil.
L’observation est issue d’un petit minage de trajectoire sur un catalogue géant d’étoiles proches.
Kaltenegger, directeur de l’Institut Carl Sagan de l’Université Cornell, et Jackie Faherty, astrophysicienne et spécialiste des catalogues d’étoiles au Musée américain d’histoire naturelle, se sont associés pour l’explorer. Ils ont utilisé un logiciel analytique pour passer au peigne fin une carte cosmique des positions des étoiles observées ; ces données proviennent de l’engin de l’Agence spatiale européenne Gaia. Gaia est un observatoire spatial maintenant en orbite depuis huit ans et fournissant des instantanés de plus en plus robustes dans sa quête pour tracer une carte tridimensionnelle de peut-être deux milliards d’étoiles dans la Voie lactée et plus loin quand tout est dit et fait.
Kaltenegger et Faherty utilisent des calculs de mouvement pour tracer des trajectoires d’étoiles linéaires en arrière et en avant dans le temps, filtrant les étoiles observées pour se concentrer sur la région du ciel à travers laquelle, de notre point de vue, le soleil semble traverser pendant une année. Projeté dans l’espace sur une bande étroite, c’est un endroit à partir duquel un observateur pourrait détecter le passage de notre planète à travers le soleil.
Dans notre longue recherche de vie extraterrestre, nous utilisons des transits pour examiner des exoplanètes ou des planètes en dehors de notre système solaire. (Nous avons même utilisé les transits de Vénus pour étudier le système solaire.) La lumière des étoiles traverse l’atmosphère d’une planète ou s’y réfléchit. Nous pouvons utiliser la spectrométrie pour analyser et comprendre la composition chimique des atmosphères planétaires, et donc si elles pourraient être favorables à la vie (telle que nous la connaissons).
Kaltenegger et Faherty montrent la perspective de l’autre extrémité du télescope – où nous serions les extraterrestres – et montrent le potentiel, au moins, des formes de vie avancées. La détection spectrométrique de loin aurait pu capter notre grand événement d’oxydation et nous marquer en tant que monde vivant.
Tel que publié dans la revue Nature, Faherty et Kaltenegger ont passé au crible un catalogue Gaia d’étoiles proches, en commençant par 330 000 positions d’étoiles à moins de 100 parsecs de nous (c’est 326 années-lumière et une référence de distance céleste commune). Ils ont converti ces positions en coordonnées cartésiennes tridimensionnelles et inversement à l’aide de scripts et d’un algorithme de classification ; en parcourant ces étapes par incréments de temps, en avant et en arrière, ils pouvaient voir quelles étoiles entraient ou sortaient d’une position d’où ils auraient une vue sur la Terre. (Pour examiner de plus près les sous-routines de code de Faherty, consultez son référentiel GitHub.)
Ils ont découvert que 313 étoiles avaient été dans la zone à un moment donné au cours des 5 000 dernières années, 1 402 étoiles qui étaient là depuis un certain temps et 319 qui le feront à un moment donné au cours des 5 000 prochaines années (l’étoile de Teegarden entrera dans la zone en 29 ans). Faherty a ensuite écrit du code afin d’intégrer la liste dans le logiciel de visualisation OpenSpace.
Les données vedettes avec lesquelles Kaltenegger et Faherty ont travaillé sont un téléchargement récent, alors que les chercheurs se préparent pour la prochaine livraison complète de données de Gaia dans le courant de 2022. Kaltenegger réfléchit à notre apparence depuis un certain temps, cependant. Elle a publié le premier « Alien ID Chart » en 2007, montrant comment la Terre pourrait apparaître à travers les temps géologiques. « C’est intéressant », déclare Anthony Brown de l’Observatoire de Leiden, qui dirige le consortium de traitement et d’analyse des données de Gaia. “En pensant à ces étoiles qui pourraient en principe voir la Terre traverser le Soleil.”
Brown a également travaillé avec les données d’astrométrie de Gaia pour créer une carte, sa représentation étant une image de traînées d’étoiles projetées dans le ciel pour les 400 000 prochaines années. Au fur et à mesure que Gaia prend de plus en plus d’observations de recensement au fil du temps, les projections deviendront plus précises. Gaia devrait également réserver d’autres surprises : les données spectrales des photomètres bleu et rouge de Gaia signifient que les astronomes sont en train de caractériser l’astrophysique de centaines de millions d’étoiles.
Pour trier tout cela et obtenir des résultats, il faudra une puissance de traitement des données et une pensée créative, explique Minia Manteiga, membre du consortium de traitement des données de Gaia et astronome à l’Université de La Corogne. « Gaia est un exemple paradigmatique de l’astronomie des mégadonnées », dit-elle. Cela nécessitera des statistiques inférentielles ainsi que des algorithmes non supervisés et des techniques d’apprentissage automatique, ajoute-t-elle.
La perspective d’inversion de rôle de Kaltenegger – où nous devenons l’observé au lieu de l’observateur – pose des questions rapides à ses étudiants, qui disent généralement qu’ils visiteraient des planètes avancées, si les moyens leur étaient donnés. “Mais même si j’aime la Terre – c’est ma planète préférée – en termes de technologie et d’évolution, nous ne sommes pas encore très avancés”, déclare Kaltenegger, soulignant que nous n’utilisons les ondes radio que depuis 100 ans. « En supposant que le cosmos regorge de vie, serions-nous vraiment l’endroit que tout le monde voudrait contacter et visiter ? Ou peut-être… pas encore ?
