Principal AstronomieLe rapport sur les technosignatures de la NASA est sorti. Tous les moyens de trouver la preuve d'une civilisation intelligente

Le rapport sur les technosignatures de la NASA est sorti. Tous les moyens de trouver la preuve d'une civilisation intelligente

Astronomie : Le rapport sur les technosignatures de la NASA est sorti.  Tous les moyens de trouver la preuve d'une civilisation intelligente

En 1961, le célèbre astronome Frank Drake a créé une formule pour estimer le nombre d'intelligences extra-terrestres (IET) pouvant exister dans notre galaxie. Connue sous le nom d '«équation de Drake», cette formule a démontré que même selon les estimations les plus conservatrices, notre galaxie était susceptible d'héberger au moins quelques civilisations avancées à un moment donné. Environ une décennie plus tard, la NASA a officiellement lancé son programme de recherche d’intelligence extra-terrestre (SETI).

Ces efforts ont fait l’objet d’une injection d’intérêt majeur au cours des dernières décennies grâce à la découverte de milliers de planètes extrasolaires. Les scientifiques s'appuient également sur des outils sophistiqués pour rechercher des indicateurs de processus biologiques (également appelés biosignatures) et d'activité technologique (technosignatures), susceptibles d'indiquer non seulement la vie, mais aussi une intelligence avancée.

Pour répondre à l’intérêt croissant dans ce domaine, la NASA a organisé l’atelier sur les technosignatures de la NASA en septembre. Le but de cet atelier était d’évaluer l’état actuel de la recherche en technosignature, de déterminer les voies les plus prometteuses et de progresser. Le rapport de l'atelier a récemment été publié. Il contenait toutes ses conclusions et recommandations pour l'avenir de ce domaine.

Frank Drake écrit sa célèbre équation sur un tableau blanc. Crédit: SETI.org

Cet atelier a vu le jour à la suite de l'adoption du projet de loi sur les crédits au Congress House en avril 2018, dans lequel il était demandé à la NASA de commencer à soutenir la recherche scientifique de technosignatures dans le cadre de leur recherche plus vaste de vie extra-terrestre. L'événement a réuni des scientifiques et des chercheurs principaux de divers domaines au Lunar and Planetary Institute (LPI) de Houston, tandis que de nombreux autres participants ont participé via Adobe Connect.

Au cours de l'atelier de trois jours et demi, de nombreuses présentations ont été faites sur de nombreux sujets pertinents. Celles-ci comprenaient différents types de signatures technologiques, la recherche radio d'intelligence extraterrestre (SETI), le système solaire SETI, les mégastructures, l'exploration de données et les recherches optique et proche infrarouge (NIL). Conformément au projet de loi portant affectation de crédits à la Chambre, les résultats de l’atelier ont été rassemblés dans un rapport qui a été soumis le 28 novembre 2018.

En fin de compte, l’atelier avait quatre objectifs:

  1. Définit l'état actuel du champ technosignature. Quelles expériences ont eu lieu? Quel est l'état de l'art pour la détection de technosignature? Quelles limites avons-nous actuellement sur les technosignatures?
  2. Comprendre les avancées à court terme dans le domaine de la technosignature. Quels actifs sont en place qui peuvent être appliqués à la recherche de technosignatures? Quels projets planifiés et financés feront progresser l'état de la technique dans les années à venir et quelle est la nature de cet avancement?
  3. Comprendre le potentiel futur du domaine de la technosignature. Quelles nouvelles enquêtes, nouveaux instruments, développement technologique, nouveaux algorithmes d’exploration de données, nouvelle théorie et modélisation, etc., seraient importants pour les futurs progrès dans le domaine?
  4. Quel rôle les partenariats de la NASA avec le secteur privé et les organisations philanthropiques peuvent-ils jouer pour améliorer notre compréhension du domaine des technosignatures?
Photo de la région centrale de la Voie lactée Crédit: UCLA Groupe SETI / Yuri Beletsky, Observatoire Carnegie Las Campanas

Le rapport commence par fournir des informations générales sur la chasse aux technosignatures et en proposant une définition du terme. Pour ce faire, les auteurs citent Jill Tarter, l’un des tout premiers leaders dans le domaine de la recherche SETI et la personne qui a inventé le terme lui-même. En plus d'être directrice du centre de recherche SETI (appartenant à l'Institut SETI) pendant 35 ans, elle a également été scientifique du projet SETI de la NASA avant son annulation en 1993.

Comme elle l’a indiqué dans un article de 2007 intitulé «L’évolution de la vie dans l’univers: sommes-nous seuls?»:

«Si nous pouvons trouver des technosignatures - preuves de technologies qui modifient son environnement de manière détectable -, nous serons autorisés à déduire l'existence, au moins à un moment donné, de technologues intelligents. Comme pour les biosignatures, il n’est pas possible d’énumérer toutes les technosignatures potentielles de la technologie telle que nous ne la connaissons pas encore, mais nous pouvons définir des stratégies de recherche systématique des équivalents de certaines technologies terrestres du XXIe siècle. »

En d'autres termes, les technosignatures sont ce que nous, les humains, pourrions reconnaître comme des signes d'activité technologiquement avancée. L'exemple le plus connu est celui des signaux radio, que les chercheurs de SETI ont passé ces dernières décennies à rechercher. Mais il y a beaucoup d'autres signatures qui n'ont pas été explorées à fond et d'autres sont en cours de conception.

Celles-ci comprennent les émissions laser, qui pourraient être utilisées pour les communications optiques ou comme moyen de propulsion; signes de mégastructures, que certains croyaient être la raison de la mystérieuse atténuation de l'étoile de Tabby; ou une atmosphère pleine de dioxyde de carbone, méthane, CFC et autres polluants connus (pour prendre une page de notre propre livre).

Vue d'artiste d'un coucher de soleil vu de la surface d'une exoplanète ressemblant à la Terre. Crédit: ESO / L. Calçada

En ce qui concerne la recherche de biosignatures, les scientifiques sont limités par le fait qu’il existe une seule planète qui supporte la vie: la Terre. Mais les défis vont bien au-delà pour inclure des questions de financement et. Comme Jason Wright - un professeur associé à PSU et au Centre pour les exoplanètes et les mondes habitables (CEHW) et l'un des auteurs du rapport - a déclaré à Universe Today par courrier électronique:

«Les défis techniques sont nombreux. Quelles sortes de technosignatures une espèce technologique extraterrestre générerait-elle? Lesquels de ceux-ci sont détectables? Comment saurons-nous si nous en avons trouvé un? Si nous le trouvons, comment pouvons-nous être sûrs que c'est un signe de technologie et non pas quelque chose d'inattendu mais de naturel? ”

À cet égard, les planètes sont considérées comme «potentiellement habitables» selon qu’elles sont ou non «semblables à la Terre». De la même manière, la chasse aux technosignatures se limite aux technologies que nous savons réalisables. Cependant, il existe également des différences majeures entre les technosignatures et les biosignatures.

Comme ils l'expliquent, de nombreuses technologies avancées proposées sont soit «auto-lumineuses» (par exemple, lasers ou ondes radio), soit impliquent la manipulation d'énergie provenant de sources naturelles lumineuses (par exemple, Dyson Spheres et d'autres mégastructures autour des étoiles). Il est également possible que les technosignatures soient largement distribuées car les espèces en question pourraient avoir étendu leur civilisation aux systèmes étoiles voisins et même aux galaxies.

Allan Array radio télescope la nuit. Crédit image: Institut SETI.

Comme Wright l'a expliqué, il existe de nombreux types de technosignatures, le plus souvent recherché étant un signal radio:

«Ils présentent de nombreux avantages: ils sont évidemment artificiels, ils constituent l’un des moyens les moins chers et les plus simples de transmettre des informations sur de longues distances, ils ne nécessitent aucune extrapolation de la technologie à générer et nous pouvons détecter même des signaux très faibles distances interstellaires. Les autres techniques courantes sont les lasers (impulsions ou faisceaux continus) qui présentent nombre des mêmes avantages. Les deux technosignatures ont été proposées il y a près de 50 ans, et la plupart des travaux effectués jusqu'à présent sur les technosignatures les recherchent. ”

Pour chacune de ces signatures, il est donc nécessaire d’établir des limites supérieures afin que les scientifiques sachent exactement quoi ne pas rechercher. «Lorsque vous recherchez quelque chose et que vous ne le trouvez pas, vous devez documenter soigneusement les signaux que vous avez prouvés et qui n'existent pas », a déclaré Wright. "Quelque chose comme: aucun signal plus fort qu'un certain niveau, à un moment donné, dans une plage de certaines étoiles, plus étroit qu'une certaine bande passante, dans une gamme de fréquences."

Le rapport indique ensuite quelles sont les limites supérieures de détection pour chaque technosignature et quelles méthodes et technologies sont actuellement disponibles pour les rechercher. Pour mettre cela en perspective, ils citent une étude réalisée en 2005 par Chyba et Hand:

«Les astro-physiciens… ont passé des décennies à étudier et à rechercher des trous noirs avant de rassembler les preuves convaincantes de leur existence. On peut en dire autant de la recherche de supraconducteurs à la température ambiante, de désintégration du proton, de violations de la relativité restreinte ou du boson de Higgs. En effet, une grande partie des recherches les plus importantes et les plus passionnantes en astronomie et en physique porte précisément sur l’étude d’objets ou de phénomènes dont l’existence n’a pas été démontrée et qui, en fait, peut ne pas exister. En ce sens, l'astrobiologie ne fait que confronter une situation familière, voire banale, dans bon nombre de ses sciences sœurs.

En d’autres termes, les progrès futurs dans ce domaine consisteront à mettre au point des moyens de rechercher les éventuelles technosignatures et à déterminer sous quelle forme ces signatures ne peuvent être exclues en tant que phénomènes naturels. Ils commencent par examiner le travail considérable réalisé dans le domaine de la radioastronomie.

En fin de compte, seule une source radio astronomique à bande extrêmement étroite pourrait être considérée comme ayant une origine artificielle, car les transmissions radio à large bande sont courantes dans notre galaxie. En conséquence, les chercheurs de SETI ont mené des enquêtes sur les sources radioélectriques à ondes continues et à impulsions impossibles à expliquer par des phénomènes naturels.

Un bon exemple de ceci est le fameux WOW! Signal détecté le 15 août 1977 par l'astronome Jerry R. Ehman à l'aide du radiotélescope Big Ear de l'Ohio State University. Au cours de son étude de la constellation du Sagittaire, près de l’amas globulaire M55, le télescope a constaté un saut soudain dans les transmissions radio.

Malheureusement, plusieurs enquêtes de suivi n'ont pas permis de trouver d'autres indications de signaux radio provenant de cette source. Cet exemple, parmi d'autres, caractérise le travail pénible et pénible lié à la recherche de technosignatures par ondes radioélectriques, qui consiste à rechercher une aiguille dans le «fût cosmique».

Parmi les instruments et méthodes d’enquête existants figurent le télescope Allen de l’Institut SETI, l’observatoire d’Arecibo, le télescope de banque verte Robert C. Byrd, le télescope de Parkes et le très grand réseau (VLA), le [email protected] projet et Breakthrough Listen. Mais étant donné que le volume de l'espace qui a été recherché pour les recherches radio tant continues que pulsées, les limites supérieures actuelles des signatures d'ondes radio sont assez faibles.

De même, les signaux de lumière optique et proche infrarouge (NIL) doivent également être compressés en termes de fréquence et de temps pour être considérés comme d'origine artificielle. Ici, les exemples incluent l'instrument SETI optique proche infrarouge (NIROSETI), le système de réseau de télescopes d'imagerie par rayonnement très énergique (VERITAS), l'explorateur d'enquêtes sur grand champ d'objets proche de la Terre (NEOWISE) et le spectromètre d'échelle de Keck / haute résolution ( LOCATIONS).

Lorsqu'il s'agit de rechercher des mégastructures (telles que Dyson Spheres), les astronomes se concentrent à la fois sur la chaleur perdue des étoiles et sur leur luminosité (obscurcissements). Dans le cas du premier, des enquêtes ont été menées à la recherche d'un excès d'énergie infrarouge provenant d'étoiles proches. Cela pourrait être considéré comme une indication que la technologie Star (comme les panneaux solaires) capture la lumière des étoiles.

Conformément aux lois de la thermodynamique, une partie de cette énergie serait rayonnée sous forme de chaleur «résiduelle». Dans le cas de ces derniers, les obscurcissements ont été étudiés à l'aide de données provenant des missions Kepler et K2, afin de déterminer si elles pouvaient indiquer la présence de structures en orbite massive de la même manière qu'elles ont été utilisées pour confirmer les transits planétaires et l'existence de exoplanètes.

Une équipe d'astronomes de l'UCLA a recherché des «technosignatures» dans les données de terrain de Kepler. Crédit et Copyright: Danielle Futselaar

De même, des études ont été menées sur d’autres galaxies à l’aide de l’Explorateur d’enquête à large spectre infrarouge (WISE) et de l’enquête à 2 microns sur tout le ciel (2MASS) pour rechercher des signes d’obscurcissement. D'autres recherches sont en cours avec le satellite astronomique infrarouge (IRAS) et les sources disparaissant au cours d'un siècle d'observations (VASCO).

Le rapport traite également des technosignatures pouvant exister dans notre propre système solaire. Ici, le cas de 'Oumuamua est soulevé. Selon des études récentes, il est possible que cet objet soit en réalité une sonde étrangère et que des milliers de tels objets puissent exister dans le système solaire (dont certains pourraient être étudiés dans un avenir proche).

On a même tenté de trouver des preuves de civilisations antérieures sur Terre au moyen de signatures chimiques et industrielles, semblables à la manière dont de tels indicateurs sur une planète extra-solaire pourraient être considérés comme des preuves d'une civilisation avancée.

Une autre possibilité est l'existence d'artefacts extraterrestres ou de «messages en bouteille» basés sur l'espace. Celles-ci pourraient prendre la forme d'engins spatiaux contenant des messages similaires à la «plaque des pionniers» des missions Pioneer 10 et 11, ou au «disque d'or» des missions Voyager 1 et 2 .

En fin de compte, les limites supérieures de ces technosignatures varient et aucune tentative d'en trouver n'a abouti jusqu'à présent. Cependant, comme ils le notent par la suite, le développement d'instruments de nouvelle génération, de méthodes de recherche perfectionnées et de partenariats lucratifs offre des possibilités considérables pour la détection future de technosignatures.

Celles-ci permettront une plus grande sensibilité lors de la recherche d'exemples de technologies de communication, ainsi que de signes de signatures chimiques et industrielles, grâce à la possibilité de créer une image directe des exoplanètes.

Les exemples incluent des instruments au sol tels que le très grand télescope (ELT), le grand télescope de levé synoptique (LSST) et le télescope Giant Magellan (GMT). Il existe également des instruments spatiaux existants, notamment la mission Kepler récemment retraitée (dont les données permettent encore de faire de précieuses découvertes), la mission Gaia et le satellite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

Les projets spatiaux en cours de développement comprennent les missions du télescope spatial James Webb (JWST), du télescope géodésique à infrarouge (WFIRST) et des missions PLAnetary Transits et Oscillations of stars (PLATO). Ces instruments, associés à des logiciels améliorés et à des méthodes de partage de données améliorées, devraient donner des résultats nouveaux et intéressants dans un avenir rapproché.

Le télescope James Webb de la NASA, présenté dans la conception de cet artiste, fournira plus d'informations sur les exoplanètes précédemment détectées. Au-delà de 2020, de nombreux autres télescopes spatiaux de nouvelle génération devraient s’appuyer sur ce qu’ils découvrent. Crédit: NASA

Mais comme l'a résumé Wright, ce qui fera la plus grande différence est beaucoup de temps et de patience:

«Malgré ses 50 ans, SETI (ou, si vous préférez, à la recherche de technosignatures) en est encore à ses débuts. Il n’ya pas eu beaucoup de recherches comparées aux recherches sur d’autres sujets (matière noire, trous noirs, vie microbienne, etc.) en raison du manque historique de financement; il n'y a même pas eu beaucoup de travail quantitatif fondamental sur les techno-signatures à rechercher! Jusqu'à présent, la plupart du travail a consisté à penser à ce qu’ils feraient s’ils recevaient un financement. Espérons que nous pourrons bientôt commencer à mettre ces idées en pratique! ”

Après un demi-siècle, la recherche d'intelligence extra-terrestre n'a toujours pas mis en évidence de vie intelligente au-delà de notre système solaire - c'est-à-dire la fameuse question de Fermi, «Où est tout le monde?», Tient toujours. Mais c’est la bonne chose à propos du paradoxe de Fermi, vous n’avez qu’à le résoudre une fois. Tout ce dont l’humanité a besoin, c’est de trouver un seul exemple. On répondra enfin à la question également respectée: «Sommes-nous seuls?».

Le rapport final, «NASA et Search for Technosignatures», a été rédigé par Jason Wright et Dawn Gelino, professeure agrégée, au sein de l’UPS, au Centre pour les exoplanètes et les mondes habitables (CEHW) et chercheur à la NASA Exoplanet Science Institute (NExScI), respectivement.

Lectures supplémentaires: NASA, USRA, arXiv
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