Dans les coulisses de la chasse à la vie extraterrestre de la NASA.

Il est facile de se laisser emporter par les images stupéfiantes de l’espace qui ont été renvoyées sur Terre par le télescope spatial James Webb depuis qu’il s’est installé en orbite. à près d’un million de kilomètres de notre planète au début du mois. Cependant, les chercheurs n’ont pas investi 10 milliards de dollars dans le projet uniquement pour prendre de jolies photos. Que fait réellement le JWST dans l’espace ?

La réponse n’est pas si simple, car la vérité est que le JWST fait beaucoup de choses. Divers experts se voient accorder des périodes de temps pour pointer le télescope sur des objets spatiaux qui les intéressent, explorant tout, depuis les origines de l’univers jusqu’à ce qui se passe lorsque le JWST est en orbite. galaxies entrent en collision. Cependant, une partie importante de ce temps – environ un quart – est consacrée à des objets à une échelle légèrement plus petite : plus précisément, les exoplanètes, ou les planètes qui orbitent autour d’étoiles lointaines. Certaines de ces planètes pourraient être habitables ; certaines pourraient même contenir des traces de vie extraterrestre.

À la fin du mois dernier, nous avons obtenu notre image la plus détaillée de l’atmosphère d’une de ces exoplanètes à ce jour, grâce au JWST, qui a été entraîné sur une géante gazeuse située à 700 années-lumière, surnommée WASP-39b. En examinant la lumière d’une étoile alors que WASP-39b passait devant elle, les scientifiques ont pu déterminer les produits chimiques qui composent l’atmosphère de la planète.

Cette découverte est passionnante car elle démontre le potentiel sans précédent du JWST pour la collecte de données sur l’univers, mais aussi parce qu’elle représente un pas en avant dans la recherche de la vie au-delà du système solaire. Mais comment est Le JWST révolutionne la chasse aux mondes habitables et aux extraterrestres, et qu’est-ce que nous espérons trouver si la recherche est fructueuse – les petits hommes verts sont-ils vraiment là dehors, attendant que nous établissions le contact ?

Nous avons demandé au Dr Knicole Colon, spécialisé dans la recherche d’exoplanètes à la NASA Goddard, de nous aider à éclaircir les choses.

COMMENT DÉCIDER QUELLES PLANÈTES LOINTAINES SONT MÛRES POUR LA VIE ?

À bord du JWST se trouvent quatre instruments scientifiques différents, explique Knicole. « Pensez à eux comme à des caméras. Ils collectent des données qui peuvent être transformées en ce que nous appelons des ‘spectres’. » Essentiellement, cela signifie décomposer la lumière des étoiles en ses éléments et molécules individuels lorsqu’elle traverse l’atmosphère d’une exoplanète.

« De notre point de vue, le télescope regarde une étoile, la planète passe devant l’étoile, puis la lumière de l’étoile est filtrée par l’atmosphère de la planète. Lorsque cela se produit, nous pouvons voir ce qui est filtré. C’est en fait ce qui se trouve dans l’atmosphère de la planète ». Essentiellement, cela permet aux scientifiques de voir la « empreintes chimiques » de l’atmosphère d’une planète donnée. Si elle contient des éléments comme de l’eau, du dioxyde de carbone et du méthane, cela augmente les chances d’habitabilité – ou que la planète puisse déjà abriter une forme de vie.

Parfois, il s’agit de découvrir si une planète a une atmosphère tout court. Bon nombre des exoplanètes observées par la NASA sont petites, comme la Terre, mais orbitent autour des étoiles d’une manière très différente. « Nous mettons 365 jours pour faire le tour du soleil, ces planètes mettent des dizaines de jours pour faire le tour de leur étoile », dit Knicole. Une activité telle que des éruptions solaires aurait pu dépouiller complètement l’atmosphère de planètes à l’orbite aussi réduite. « Tout cela est lié… au repérage de ces planètes et de leurs atmosphères, puis au passage à l’étape suivante, à la recherche de ce que nous appelons les éléments constitutifs de la vie. »

QU’EST-CE QUI EST SI BIEN DANS LE TÉLESCOPE SPATIAL JAMES WEBB ?

Avant le lancement réussi du télescope spatial James Webb plus tôt cette année, la seule option pour explorer les atmosphères des exoplanètes était le télescope spatial Hubble, qui a été lancé en orbite terrestre basse en 1990. Qu’est-ce qui distingue le JWST ? « C’est une combinaison de la puissance du télescope – parce que c’est le plus grand télescope spatial que nous ayons jamais lancé – et [that] il est optimisé pour étudier la lumière que nous ne pouvons pas voir : la lumière infrarouge », explique Knicole. Lorsque l’on étudie la lumière des étoiles qui est filtrée par l’atmosphère d’une planète, il est plus utile de regarder la lumière sur la longueur d’onde infrarouge. « C’est le domaine de prédilection de Webb », ajoute-t-elle. « C’est pour cela qu’il a été conçu ».

Le télescope Hubble, quant à lui, n’était équipé que pour observer la lumière ultraviolette, visible et proche infrarouge. Cela ne veut pas dire que le prédécesseur de Webb n’a pas renvoyé des images incroyables, mais cela signifie que nous ne faisons que commencer à observer les atmosphères des exoplanètes dans le moindre détail.

QUELLES SONT LES CHANCES QUE LE JWST DÉTECTE UNE VIE EXTRATERRESTRE ?

« Nous ne prenons pas encore de photos de petits hommes verts », confirme Knicole, à ma déception non dissimulée. Pour l’instant, il s’agit plutôt de déterminer quelles planètes pourraient accueillir la vie, et ouvrir la voie à de futures explorations. Bien sûr, il est « difficile de dire » si le JWST aboutira à quelque chose de concret au cours de son cycle de vie potentiel de 20 ans.

Sur une note plus optimiste, Knicole pense que le nombre de planètes potentiellement habitables est susceptible d’augmenter avec les observations du JWST. « Je pense que le nombre de planètes qui ont la bonne taille et la bonne température va continuer à augmenter », dit-elle. « Elles ne seront probablement toujours pas autour d’étoiles semblables au soleil, mais je pense que Webb sera au moins très bon pour nous dire que ces planètes sont des cibles vraiment viables pour l’habitabilité, et donc que nous devrions jeter tout ce que nous avons sur elles. »

« Si Webb pouvait durer 20 ans, à la fin, nous pourrions avoir un joli petit portrait de famille de ces mondes potentiellement habitables, et des molécules que nous avons détectées. Avec un peu de chance, cela inspirera le développement de nouvelles missions ciblées juste pour étudier ces planètes. »

POURQUOI SOMMES-NOUS SI INTÉRESSÉS PAR LA RECHERCHE DE PLANÈTES HABITABLES, DE TOUTE FAÇON ?

Jusqu’à ce que nous développions la capacité de voyager dans l’espace beaucoup, beaucoup plus rapidement que nous ne pouvons le faire aujourd’hui, bon nombre des exoplanètes observées par le JWST ne sont qu’un lointain fantasme. Pourquoi consacrons-nous tant de ressources (et des milliards de dollars) à leur exploration, si nous ne pouvons pas quitter notre propre caillou perdu pour passer des vacances intergalactiques, ni rencontrer les habitants que nous pourrions découvrir en chemin ?

Pour Knicole, la mission consiste en partie à préparer notre futur nous-mêmes. « Je ne sais pas quand nous disposerons de la technologie nécessaire pour voyager à une fraction raisonnable de la vitesse de la lumière, et essayer de nous rendre sur ces mondes », dit-elle. « Mais si nous faisons tout le travail préliminaire maintenant, pour trouver autant de mondes que possible, alors au moins nous avons un inventaire. Ainsi, lorsque nous faisons avons la technologie pour y aller, nous savons où nous allons ». Tout comme le JWST a amélioré le Hubble, il aidera également à identifier les planètes qui méritent d’être explorées par les futurs télescopes, ce qui signifie que nous aurons une carte encore plus claire lorsque nous aurons mis en marche nos hyperpropulseurs.

« Une réponse plus philosophique », poursuit-elle, « est que, même si nous ne pouvons pas trouver de biosignatures dans un avenir proche avec Webb – et nous ferons tout notre possible – mais au moins nous ne les avons pas exclues. Chaque petit élément nous aide à comprendre la question séculaire : ‘Sommes-nous seuls?' »

« Chaque petit bout nous aide à comprendre la question séculaire : Sommes-nous seuls ? » – Dr Knicole Colon

En quoi WASP-39b est-il un pas en avant vers la réponse à cette question ?

Pour des yeux non entraînés, les données sur WASP-39b qui étaient partagées par la NASA le mois dernier ne ressemble à rien de plus que des « bosses et des remous », mais Knicole nous rassure en nous disant qu’elle représente un trésor d’informations. Bien que la planète elle-même soit un « Jupiter chaud » – beaucoup trop chaud pour entretenir la vie – ces informations confirment que le JWST fait son travail et constitue un outil fiable pour les explorations futures.

« Lorsque vous êtes capable de prendre les données de plusieurs instruments et de voir les mêmes caractéristiques exactes – nous avons vu de l’eau et du dioxyde de carbone, et nous avons vu du dioxyde de soufre – c’est vraiment puissant, essentiellement, parce que cela montre que ce que nous voyons est réel. Nous voyons des caractéristiques réelles dans l’atmosphère de cette planète. »

Repérer le dioxyde de soufre dans l’atmosphère d’une exoplanète pour la première fois était également important car c’est un exemple de « photochimie » – en d’autres termes, le produit chimique est formé par une réaction provoquée par la lumière des étoiles. « Nous avons maintenant la preuve directe que les molécules produites par ces réactions dans l’atmosphère sont bel et bien là, et que nous pouvons les détecter avec Webb », déclare Knicole. « Maintenant, nous pouvons commencer à faire de meilleures prédictions sur ce que nous pouvons voir d’autre avec Webb, et si cela pourrait inclure une sorte de biosignature à l’avenir. »

« C’est certainement la première étape d’un long voyage. »