Comment pourrions-nous détecter une planète sosie terrestre?

Avec notre technologie actuelle, ou la technologie disponible dans un avenir proche (jusqu'en 2025), comment pourrions-nous détecter une planète exactement comme la nôtre, et à quelle distance devrait-elle être proche pour être détectable?

Quelles méthodes se sont jusqu'à présent révélées les plus efficaces pour détecter les planètes semblables à la Terre et que pourraient-elles révéler concernant l'atmosphère de notre planète, les propriétés orbitales et notre espèce?

Cette question est un sujet de réflexion intéressant sur la facilité avec laquelle une civilisation extraterrestre avec une technologie comparable pourrait nous trouver et sur la facilité avec laquelle nous pourrions les trouver.

Aux fins de la question, nous supposerons qu'il existe une planète avec une civilisation avec des avancées technologiques équivalentes qui pourraient exister n'importe où.

Avi Loeb et Edwin Turner ont écrit un article sur la possibilité de détecter une civilisation similaire à la nôtre dans un autre monde en recherchant les lumières de la ville.

La méthode proposée suggère d'observer les côtés sombres des planètes lorsqu'elles transitent devant leur étoile parente. Bien qu'ils aient dit que cette méthode nécessitera les générations futures de télescopes.

La source:

• Les lumières de la ville pourraient révéler la civilisation ET - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

En utilisant la technologie actuelle (et j'entends par là les expériences et les télescopes qui sont disponibles maintenant), nous n'avons pas détecté de planète "semblable à la Terre" et nous serions probablement incapables de détecter la vie sur Terre même si elle était observée à une distance de quelques années-lumière . Par conséquent, il n'y a actuellement aucune perspective de détection de vie sur un "sosie terrestre". J'élabore ci-dessous:

1. Aucune planète comme la Terre n'a encore été détectée autour d'une autre étoile. C'est-à-dire aucun qui a une masse, un rayon et une orbite similaires à 1 au (ou à proximité) d'une étoile de type solaire. Avec la technologie actuelle, elle est tout simplement hors de portée. Par conséquent, toute recherche dirigée de vie sur une planète semblable à la Terre ne saurait réellement par où commencer. Si vous ne pouvez pas détecter la planète du tout alors il n'y a absolument aucune chance de regarder sa composition atmosphérique pour rechercher des biomarqueurs (par exemple l' oxygène avec un gaz réducteur comme le méthane, ou chlorofluorocarbones d'une civilisation industrielle - Lin et al 2014.). Les seules exoplanètes pour lesquelles les compositions atmosphériques ont été mesurées (grossièrement et provisoirement) sont les "Jupiters chauds". - des exoplanètes géantes en orbite très près de leurs étoiles parentes.

2. Une recherche «aveugle» pourrait rechercher des signatures radio et c'est bien sûr ce que SETI a fait. Si nous parlons de détecter la "Terre", alors nous devons supposer que nous ne parlons pas de tentatives délibérées de communication par faisceaux, et donc nous devons compter sur la détection de "bavardages" radio aléatoires et de signaux accidentels générés par notre civilisation. Le projet SETI Phoenix était la recherche la plus avancée de signaux radio provenant d'autres vies intelligentes. Citant Cullers et al. (2000) : " Les signaux typiques, par opposition à nos signaux les plus forts, tombent en dessous du seuil de détection de la plupart des enquêtes, même si le signal provenait de l'étoile la plus proche ". Citant Tarter (2001) : "Aux niveaux de sensibilité actuels, des recherches ciblées sur les micro-ondes pourraient détecter la puissance équivalente d'émetteurs de télévision puissants à une distance d'une année-lumière (dans laquelle il n'y a pas d'autres étoiles) ... ". L'équivoque dans ces déclarations est due au fait que nous faisons émettent des signaux plus intenses rayonnés dans certaines directions bien définies, par exemple pour la conduite de la métrologie dans le système solaire en utilisant un radar. de tels signaux ont été calculés pour être observables plus d' un millier d' années - lumière ou plus. Mais ces signaux sont brèves, poutres en un angle extrêmement étroit et peu susceptible d'être répété. Il faudrait être très chanceux pour observer dans la bonne direction au bon moment si vous effectuez des recherches ciblées.

D'où mon affirmation qu'avec les méthodes et les télescopes actuels, il n'y a pas beaucoup de chances de succès. Mais bien sûr, la technologie progresse et dans les 10 à 20 prochaines années, il y aura peut-être de meilleures opportunités.

La première étape d'une recherche dirigée serait de trouver des planètes comme la Terre. La première grande opportunité sera avec le vaisseau spatial TESS , lancé en 2017, capable de détecter des planètes de la taille de la Terre autour des 500000 étoiles les plus brillantes. Cependant, sa mission de 2 ans limiterait la capacité de détecter un analogue de la Terre. Le meilleur pari pour trouver d'autres Terres viendra plus tard (2024 peut-être) avec le lancement de Platon, une mission de six ans qui étudie à nouveau les étoiles les plus brillantes. Cependant, il y a alors un grand bond en avant requis pour effectuer des études sur les atmosphères de ces planètes. L'imagerie directe et la spectroscopie nécessiteraient probablement des interféromètres annulateurs spatiaux; les observations indirectes des effets de phase et la spectroscopie de transmission à travers une atmosphère exoplanète ne nécessitent pas une grande résolution angulaire, juste une précision massive et une zone de collecte. La spectroscopie de quelque chose de la taille de la Terre autour d'une étoile normale nécessitera probablement un plus grand successeur du télescope spatial James Webb ( JWST - lancement 2018), ou même plus de zone de collecte que celle fournie par l'E-ELT au cours de la prochaine décennie. Par exemple Snellen (2013) soutient qu'il faudrait 80 à 400 transits de temps d'exposition (soit 80 à 400 ans!) pour détecter le signal de biomarqueur d'un analogue de la Terre avec l'E-ELT!

$\sim 150$

"probablement pas". À moins qu'ils ne soient si proches que des signaux de télévision ou de radio comme ceux que nous avons envoyés par inadvertance peuvent être détectés au-dessus des niveaux de rayonnement de fond, nous ne pouvons pas connaître la civilisation.
Les signaux sont extrêmement faibles et n'appartiennent à aucune bande scientifiquement intéressante (délibérément bien sûr, car nous ne voulons pas que nos téléviseurs captent des signaux naturels qui pourraient interférer avec nos signaux artificiels) à moins que votre intérêt scientifique ne soit spécifiquement d'espionner les communications envoyées. par des extraterrestres potentiels (SETI me vient à l'esprit, un beau passe-temps et quelque chose à voir avec les radiotélescopes pour l'époque, il n'y a rien de plus intéressant à écouter).

En ce qui concerne les planètes de la taille de la terre, nous n'avons encore jamais pu en trouver une, encore moins une rocailleuse dans la zone habitable d'une étoile. Les mécanismes utilisés pour détecter les exoplanètes ne sont tout simplement pas assez sensibles.

Laisse une option: leur équivalent de Voyager 1 pénètre dans notre système solaire et nous le repérons et le reconnaissons pour ce qu'il est, et trouvons un moyen de le récupérer. Mais s'ils sont à notre niveau technologique, il faudra encore des milliers d'années avant que cela se produise.

S'il y avait une planète avec la même civilisation "exactement comme nous", la probabilité qu'elle soit suffisamment proche pour être détectable est extrêmement faible. Pas nul, mais aussi bas que ceux de l'intrusion d'un mur au moyen de la mécanique quantique.