« Nous ne sommes pas seuls » : comment le télescope James Webb traque les mondes extraterrestres

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Dans notre vaste univers contenant un nombre inimaginable d’étoiles et de planètes, les scientifiques pensent qu’il doit sûrement y avoir une autre vie qui a évolué ailleurs.

Grâce au télescope spatial James Webb (JWST), nous pourrons peut-être nous rapprocher de la découverte des signes de nos voisins cosmiques, sur des exoplanètes à des millions de kilomètres de chez nous.

Dans une nouvelle série scientifique PBS NOVA spéciale appelée Un nouvel œil sur l’universqui a été créée le 22 février, les scientifiques discutent de la façon dont le JWST les aide à déterminer quelles exoplanètes ont des atmosphères et ont donc une chance d’avoir de la vie dessus.

“Tout bon sens de regarder comment fonctionnent la biologie, la chimie, la géologie et la physique, dirait non, nous ne sommes pas seuls”, a déclaré Hakeem Oluseyi, astrophysicien à l’Université George Mason, dans un extrait du documentaire.

Les exoplanètes sont des planètes en orbite autour d’étoiles autres que notre soleil. Nous avons trouvé 5 332 exoplanètes confirmées au 1er mars 2023, dans 3 931 systèmes planétaires. Quelque 855 de ces systèmes stellaires ont plus d’une planète.

“Il existe de nombreuses méthodes pour détecter les exoplanètes”, a déclaré Néstor Espinoza, astrophysicien et astronome au Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore. Newsweek.

“La plus populaire, cependant, est la méthode de détection des exoplanètes en transit, dans laquelle nous attendons simplement patiemment que la planète passe devant les étoiles. Et si nous avons la chance, ce transit se produit dans la même ligne de mire que nous regardons depuis la Terre, puis nous observons une légère diminution du flux que nous avons observé depuis cette étoile. Et c’est ainsi que nous détectons ces types d’exoplanètes, comme nous les appelons. Il existe de nombreuses autres méthodes, mais celle-ci est de loin la la plus populaire, celle d’où proviennent la plupart des exoplanètes confirmées à ce jour », a-t-il déclaré.

Regarder les exoplanètes passer devant leur étoile permet également aux astrophysiciens de déterminer si la planète a une atmosphère, ce qui serait une condition préalable à la vie sur cette planète.

“Cela vient d’une observation très intelligente faite en 2000”, a déclaré Espinoza. “Ils ont compris que si une planète transite, alors une partie de la lumière des étoiles est filtrée à travers l’atmosphère de la planète alors que la planète passe devant, la planète bloque une partie de la lumière, mais cette petite fraction de la lumière qui traverse également le l’atmosphère interagit avec elle. Ainsi, certaines de ces informations sont stockées dans cette lumière.”

Les chercheurs peuvent ensuite analyser les signaux lumineux et déterminer s’il y a des produits chimiques présents qui indiquent qu’il y a une atmosphère, et s’il y en a une, de quoi elle est composée.

“Il y a deux molécules auxquelles nous essayons de répondre à cette question [of if there is an atmosphere] depuis. L’un est le dioxyde de carbone. Et la raison pour laquelle nous recherchons du dioxyde de carbone est basée sur notre propre expérience du système solaire. Mars et Vénus ont des atmosphères dominées par le dioxyde de carbone. La terre est de l’azote, ce qui signifie que la majeure partie est de l’azote. Mais il s’avère que les atmosphères de dioxyde de carbone produisent les signaux les plus importants. C’est donc ce que nous recherchons [for] au début, en essayant de comprendre s’ils ont des atmosphères. Mais les gens recherchent également des éléments aquatiques », a déclaré Espinoza.

Ils recherchent également des atmosphères à dominante méthane, que nous avons également dans notre propre système solaire, comme Titan, l’une des lunes de Saturne.

Même si une exoplanète a une atmosphère, cela n’indique pas que la planète sera habitable pour la vie. Les chercheurs doivent analyser le contenu de l’atmosphère pour voir s’il y a des produits chimiques qui ne sont créés que par des cellules vivantes.

“Il n’y a pas de consensus fort sur exactement ce qui prétendra ou vous criera que c’est la vie”, a déclaré Espinoza. “Vous n’avez pas seulement besoin d’une molécule pour être détectée, vous avez besoin de plusieurs molécules que vous pouvez détecter. Si cette chimie pouvait provenir de la vie, en gros, le meilleur exemple que je puisse donner à ce sujet est comme ce qui s’est passé avec Vénus.”

Espinoza a décrit que lorsque la phosphine a été détectée sur Vénus, beaucoup ont affirmé que cela signifiait que la planète avait la vie, car généralement la phosphine n’est produite que par des créatures vivantes. Cependant, après des recherches plus poussées, les scientifiques ont découvert qu’il était également possible que la phosphine soit créée en l’absence de vie.

Il est également possible que la vie ailleurs soit complètement différente de tout ce que nous pouvons reconnaître, et que nous la manquions complètement parce que nous recherchons les mauvais signes.

“Rien ne dit qu’il pourrait y avoir d’autres formes de vie là-bas”, a déclaré Espinoza. “Mais pour nous, ce sera extrêmement difficile de prétendre que c’est la vie, ce que nous dirions d’abord, c’est qu’il y a quelque chose de funky dans les données, non? Cela ne correspond peut-être pas à nos modèles. C’est un autre saut que je ne comprends pas. pense que nous pouvons faire.”

Le JWST a changé la donne pour la recherche sur les exoplanètes, car il a permis aux astrophysiciens un degré de détail beaucoup plus élevé.

“Mais maintenant, avec James Webb, vous ouvrez la quantité de couleurs et de régions, et les couleurs correspondent au type de molécules que vous pouvez détecter. Nous aurions donc tout cela comme une minuscule caractéristique de l’eau que vous pourriez voir. Mais maintenant, avec James Webb, vous ouvrez tout l’inventaire chimique, [it] peut détecter l’eau, vous pouvez arriver à prendre du dioxyde de carbone, et ainsi de suite. Donc, vraiment, cela change la donne en termes de précision, car le télescope est si grand et si stable”, a-t-il déclaré. “Le fait que nous puissions non seulement explorer cela, mais l’explorer très précisément, est quelque chose auquel nous n’avions pas accès auparavant. .”

Espinoza ne retient pas son souffle que le JWST trouvera vie de sitôt, mais il reste ouvert à l’idée.

“Maintenant, en ce qui concerne les perspectives de détection de la vie par le télescope spatial James Webb, je ne pense pas que ce soit très probable, pour être très honnête. Et je suis un bon scientifique, je mets l’avertissement” peu probable “. Parce que nous ne savons pas ce que nous allons voir dans ces données. Mais il sera bon de garder à l’esprit que la réponse, je pense, à laquelle le télescope spatial James Webb peut vraiment répondre est : une atmosphère du tout ou pas? C’est la très grande question. C’est celle qui est essentielle. Et c’est comme un petit pas pour nos étudiants, mais un grand pas pour l’humanité », a-t-il déclaré.

“Donc, nous ne savons pas vraiment, nous avons besoin de données. Nous sommes au début en ce moment.”

Avez-vous un conseil sur une histoire scientifique que Newsweek devrait couvrir ? Vous avez une question sur les exoplanètes ? Faites-le nous savoir via science@newsweek.com.

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