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LE NOUVEAU « N »

Une nouvelle équation qui tente de connaitre les possibilités de trouver la vie ailleurs dans l’Univers

C’est peut-être la nouvelle clé mathématique de la quête humaine d’une vie extraterrestre. Une équation, élaborée par l’astrophysicienne du Massachusetts Institute of Technology (MIT) Sara Seager, tente en fait de déterminer la chance de trouver une forme de vie ailleurs que sur la Terre dans les dix années à venir.

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Une représentation de son dernier travail visant à redéfinir la zone d’habitabilité, la bonne distance d’une planète par rapport à son étoile pour soutenir la vie

En 1961, l’astronome américain Frank Drake conçut une équation qui pourrait, théoriquement, prédire la probabilité de trouver une vie intelligente sur certaines planètes lointaines. Bien que cette équation ne peut effectivement résoudre pour "x"*, elle a aidé à faire la lumière sur le nombre exact des différents facteurs qui sont réellement impliqués dans la recherche de vie intelligente. 

Dans cette équation, il y a tellement d’inconnues qui ne peuvent être quantifiés. Les amateurs et les scientifiques y ont apposé une variété de valeurs au cours des 50 dernières années, chacune d’elles purement restant spéculatives. Les valeurs de N (ces civilisations avec qui nous serions en mesure de communiquer), ont varié de une jusqu’aux millions.

Sara Seeger, professeure de science planétaire et de physique au Massachusetts Institute of Technology (MIT), travail sur des simulations informatiques de l’atmosphère d’exoplanètes et de leurs biosignatures (marqueur biologique : phénomène mesurable indiquant la présence de vie).

L'idee

Seager développa 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.

Sans exclure les conclusions initiales de Drake qui nous donnent une idée des différents ingrédients nécessaires, mais qui ne peut pas nous donner une réponse quantitative.

De plus les choses ont changé depuis 1951 et notamment grâce au télescope spatial Kepler, qui nous a permis de découvrir qu’il y a une pléthore d’exoplanètes là-haut. Qui plus est, elles ont toutes sortes de formes et de tailles, elles orbitent un large éventail d’étoiles, et elles résident dans les systèmes solaires qui ne ressemblent guère nôtre. Notre idée de la galaxie est en pleine mutation avec pour chaque nouvelle découverte une nouvelle estimation de sa capacité à abriter la vie.

Compte tenu de toutes ces nouvelles informations, Seager a estimé que le moment était venu de repenser l’équation de Drake

L'équation se concentre sur la recherche de planètes avec des biomarqueurs, molécules (gaz) 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

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Le N dans la formule représente le nombre de planètes ayant une signature gazeuse anormale qui peuvent être détectées dans la prochaine décennie.

Pourquoi chercher de tels astres ? S’il existe sur une planète un gaz qui ne devrait pas y être naturellement, c’est qu’il est produit par une forme de vie. “Sans la vie sur Terre, il y aurait 10 milliards de fois moins d’oxygène. Si des extraterrestres observaient notre planète, ils devraient déduire qu’il y a la vie de par cette concentration d’oxygène”

Pour FQ :  Les étoiles “silencieuses” pourraient être comme notre Soleil, des étoiles qui, de par leur activité, ne mettent pas en danger la vie hébergée sur une planète ou n’empêche pas, par la variabilité de leur lumière, l’analyse des biosignatures gazeuses. A l’opposition des étoiles “bruyantes”  qui envoient dans l’espace de puissants flux de radiations détruisent/ transforment les gaz

La nouvelle équation évalue nos chances de découvrir des signes de vie sur des exoplanètes par la présence de biosignatures gazeuse, avec N pour le nombre de planètes en disposant. Elle ne vient pas remplacer celle de Drake, c’est une “mise à jour” selon les termes de Seager et elles pourraient être complémentaires.

Deux planètes

Selon ses propres calculs, on devrait découvrir deux planètes qui ont une signature gazeuse anormale dans les dix années à venir. De quoi mettre du baume au cœur à ceux qui grâce à des téléscopes spatiaux tels que Kepler chasse les exoplanètes.

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Sara Seager n’affirme pas que ses calculs soient paroles d’évangile. Les autres termes de son équation sont des variables dont la valeur peut différer au fil du temps et selon les scientifiques qui se penchent dessus. Ainsi, par exemple, N* est le nombre d’étoiles dans une observation et Fo le nombre de systèmes observables : deux termes de l’équation qui devraient évoluer au fil des avancées technologiques.

Nous serions donc susceptibles de détecter, dans les 10 prochaines années, 2 planètes potentiellement habitées ou habitables. Il ne faut pas oublier que nous parlons ici de planètes disposant d’une biosignature détectée par des spectromètres analysant la lumière d’une planète (ou d’une étoile) pour définir les gaz qui la composent.

C’est plutôt une bonne nouvelle et comme la formule le veut : “si vous apercevez une souris chez vous, c’est qu’il y en a au moins 10 dans vos murs”.

L’après Drake

La scientifique n’est pas la première à mettre au point une approche mathématique de la quête d’une forme de vie extraterrestre. En fait, jusqu’à présent les débats autour de cette question s’inspiraient tous de l’équation de Frank Drake, père du projet SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence), un programme qui, depuis plus de 50 ans, écoute l’espace dans l’espoir de capter des signaux extraterrestres.

Drake chercha à déterminer le nombre de civilisations extraterrestres désireuses et capables de communiquer” ou encore à la “durée de vie moyenne d’une civilisation dans l’univers. Autant de variables auxquelles chacun peut donner sa propre valeur.

Cela est une manière merveilleuse et novatrice de réfléchir à l’existence d’autres formes de vie intelligente, mais il y a trop d’inconnues impossibles à quantifier”, explique Sara Seager à propos de l’équation de Drake. Pour autant, elle ne pense pas que son équation doit remplacer celle de son illustre prédécesseur. Il s’agit plutôt d’une formule complémentaire qui se nourrit des avancées technologiques, comme le téléscope Kepler, et des observations effectuées depuis 60 ans. De plus, l’équation de Seager prendra toute son ampleur lorsque le télescope spatial James Webb sera lancé en 2018, permettant d’analyser plus de 500 000 étoiles et tentant de détecter leurs planètes respectives, si elles en ont, ainsi que leur composition gazeuse.

Sara Seager

Née le 21 juillet 1971 à Toronto (Canada), est une astronome et planétologue canado-américaine, actuellement professeur au Massachusetts Institute of Technology. Elle est spécialisée dans l'étude des exoplanètes et de leur atmosphère ; elle a d'ailleurs écrit deux ouvrages sur ces sujets. Elle a été reconnue pour cette recherche par Popular Science, Discover Magazine, Nature et TIME Magazine. Seager s'est vue attribuer un prix MacArthur en 2013 pour son travail théorique sur la détection des signatures chimiques dans les atmosphères d'exoplanètes et le développement d'observatoires spatiaux à bas coûts pour l'observation de transits planétaires.

Carrière

Sara Seage Elle obtient son diplôme de Bachelor of Science en mathématiques et physique à l'université de Toronto en 1994 aidée par une bourse de recherche de l'Université du CRSNG de premier cycle, puis décroche son Ph.D. en astronomie de l'Université Harvard en 1999. Dans sa thèse de doctorat, elle développe des modèles théoriques d'atmosphères d'exoplanètes.

Elle occupera un poste de chercheur postdoctoral à l'Institute for Advanced Study entre 1999 et 2002 et à la Carnegie Institution de Washington jusqu'en 2006. Elle rejoindra le Massachusetts Institute of Technology en janvier 2007 en tant que professeure associée en physique et en planétologie, obtiendra le poste de permanent en juillet 2007 puis deviendra professeure titulaire en juillet 2010.

Recherche académique

L'équipe du PlanetQuest de la NASA la surnommait « une Indiana Jones astronomique » (« an astronomical Indiana Jones »). Sara Seager utilisa le nom de « naine gazeuse » (« gas dwarf ») pour des planètes de type super-Terre de haute masse composées principalement d'hydrogène et d'hélium dans une animation d'un modèle de l'exo planète Gliese 581 c. L'expression « naine gazeuse » est aussi utilisée pour désigner des planètes plus petites que les géantes gazeuses mais comme ces dernières entourées d'une épaisse atmosphère d'hydrogène et d'hélium.

Seager fut récompensée du prix Sackler 2012 pour l'« analyse de l'atmosphère et de la composition interne de planètes extrasolaires » et du prix Helen B. Warner de l'Union américaine d'astronomie en 2007 pour le développement de « techniques fondamentales pour la compréhension, l'analyse et la recherche d'atmosphères de planètes extrasolaires » et le prix Harvard Bok 2004 en astronomie. Elle est nommée boursière de l'Association américaine pour l'avancement des sciences en 2012 et est élue à la Société royale d'astronomie du Canada en tant que membre honoraire.


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