16 févr. 2015

Article Vie extraterrestre_ Évaluation du nombre de planètes habitées


Équation de Drake
En 1961, l'astronome américain Frank Drake proposa une équation afin d'estimer le nombre potentiel de civilisations extraterrestres dans notre galaxie avec qui nous pourrions entrer en contact. Cette équation présente le problème de l’existence ou non des extraterrestres en partant d’une approche positiviste.

Ainsi, Drake propose de calculer le nombre de civilisations extraterrestres dans notre galaxie avec lesquelles on pourrait rentrer en contact par la formule : N = N\!* \ f_p \ n_e \ f_l \ f_i \ f_c \ f_L N\!* est le nombre d’étoiles dans notre galaxie.

f_p est la fraction d’étoiles disposant d’un système planétaire.
n_e est le nombre de planètes (dans un système donné) où la vie est écologiquement possible.
f_l est la fraction de planètes biocompatibles où la vie est effectivement apparue.
f_i est la fraction de planètes habitées sur lesquelles une forme de vie intelligente est effectivement apparue.
f_c est la fraction de planètes habitées par une vie intelligente sur lesquelles on rencontre une civilisation technique capable de communications.
f_L est la fraction de la durée de vie planétaire accordée à une civilisation technique.

Si le premier terme (N\!*) est connu avec une assez grande précision (environ 4 ×1011 étoiles), la grande difficulté réside dans l’évaluation des autres facteurs qui doivent le réduire. Et selon les évaluations faites par les uns ou les autres, la probabilité varie considérablement (entre quasi impossibilité et profusion de voisins avec qui communiquer). Cette équation fut popularisée par l'astronome et vulgarisateur scientifique Carl Sagan.


Équation de Seager
En 2013, Sara Seager a proposé une version modifiée de l'équation de Drake pour estimer le nombre de planètes habitable dans la galaxie. Au lieu de considérer des extraterrestres ayant une technologie radio, Seager s'est simplement intéressée à la présence d'une quelconque vie extraterrestre. L'équation se concentre sur la recherche de planètes avec des biomarqueurs, molécules (gaz ici) produits par les organismes vivants qui peuvent s'accumuler dans l'atmosphère d'une planète à des niveaux détectables par des télescopes spatiaux distants.

L'équation de Seager est : N = N^* F_Q F_{HZ} F_o F_L F_S
avec :
N : le nombre de planètes avec des signes de vie détectables,
N* : le nombre d'étoiles observées,
FQ : la fraction d'étoiles calmes,
FHZ : la fraction d'étoiles avec des planètes rocheuses situées dans la zone habitable,
Fo : la fraction de ces planètes qui peuvent être observées,
FL : la fraction de ces dernières qui abritent effectivement la vie,
FS : la fraction de celles-ci sur lesquelles la vie produit des signatures gazeuses détectables.


Recherches radio
L'humanité commence à capter plusieurs sources d'émission d'ondes radio lors des premiers développements de la radioastronomie durant la première moitié du vingtième siècle. Un demi-siècle de science-fiction ayant fortement influencé l'imaginaire des chercheurs, l'hypothèse du message artificiel est souvent envisagée, lors des débuts de la radioastronomie, pour expliquer l'origine de ces derniers.

Pulsars
En 1968, une équipe de radioastronomes anglais découvre un signal radio extrêmement stable et régulier dans le temps, en provenance d’une région fixe du ciel. 
Le signal est d’abord baptisé « LGM-1 », pour Little Green Men 1 (Petit Homme Vert 1) car il est dans un premier temps soupçonné de ne pouvoir être d’origine "naturelle". Il s’agissait en réalité du signal émis par un pulsar, un résidu ultracompact d’étoile en rotation très rapide, émettant un fort rayonnement électromagnétique le long de son axe magnétique, le faisceau émis balaie périodiquement certaines régions du ciel tel un phare.

SETI
Le programme SETI, pour Search for Extra-Terrestrial Intelligence (Recherche d'une intelligence extraterrestre), est un programme de recherche fondamentale d'origine américaine qui a été conçu dans l'objectif d'essayer de repérer des ondes électromagnétiques émises par des civilisations étant entrées dans le stade industriel, technologique et scientifique. 
Il regroupe aujourd’hui environ 70 projets internationaux dont l’objectif est de détecter les signaux qu'une intelligence non terrestre pourrait émettre, volontairement ou non, depuis sa planète d'origine. Pour cela, les projets analysent les ondes radio ou laser provenant de l'espace et essayent de détecter les signaux par opposition au bruit de fond. Le programme suppose qu’une autre forme de vie intelligente envoie des messages comme nous, voire nous cible. Cette idée semble naître au XIXème siècle et plusieurs idées voient ainsi le jour. On note ainsi celle de Carl Friedrich Gauss qui projetait de planter un champ de pins de forme géométrique au sein d’un champ de blé, le contraste devant être visible depuis Mars. La découverte des canaux martiens, interprétés alors comme des constructions intelligentes, va relancer plusieurs projets plus ou moins utopiques. Celui de Charles Cros consistait en une lampe électrique braquée au niveau d’un astre et envoyant des signaux périodiques. Nikola Tesla, persuadé d’avoir capté des signaux venant de Mars, étudie, dans les années 1930, la faisabilité d’une communication par ondes hertziennes.

Actuellement, diverses technologies sont utilisées dans ce but incluant radiotélescope, Arecibo (programme SETI@home), signaux lumineux de type laser, détection par télescopes, cuves Cerenkov, lumière visible ou rayons gamma. Jusqu’à ce jour, et en dehors du fameux signal Wow ! Capté en 1977, l’usage de ces technologies n’a donné aucun résultat concluant qui irait dans le sens de l’existence d’une civilisation extraterrestre comparable à la nôtre. Toutefois, pour espérer obtenir un résultat, de telles technologies qui sont tributaires de la vitesse de propagation de la lumière dans le milieu interstellaire doivent pouvoir être mises en œuvre sur le long terme, voire le très long terme. En effet, la radioastronomie n’existant que depuis 1930 et les programmes de recherche de vie extraterrestre étant encore plus récents, cela signifie que le temps passé par l’espèce humaine à rechercher de possibles civilisations extraterrestres est encore très court s'il est comparé à la durée d’existence des civilisations connues.

Par ailleurs, l’usage des technologies en question implique notamment que l’hypothétique civilisation extraterrestre émettrice du signal dispose de technologies au moins similaires. Cela implique aussi que cette civilisation peut produire et produit effectivement des signaux exploitables par ces technologies. On peut donc logiquement exclure la possibilité de détecter par ces moyens des civilisations qui ne sont pas suffisamment avancées pour utiliser ces technologies (ou être détectées par elles) ou bien qui, à l’inverse, sont plus avancées technologiquement que nous ne le sommes et utilisent peut-être des technologies dépassant nos connaissances actuelles. Seule la multiplication des techniques, méthodes et technologies utilisées, ainsi que leur usage à long terme, semblent donc pouvoir permettre d’espérer obtenir un jour le résultat escompté, à savoir la détection d’une intelligence extraterrestre.