Distance de détection de la vie

[invite1aa81b81]

Bonjour,

Je me posais la question de savoir (je n'ai pas encore fait l'effort de chercher sur le net, la réponse n'est peut-être pas si dure à trouver) à quelle distance de la planète Terre saurait-on détecter, avec une grande confiance, la présence de vie (telle qu'on la connaît, pour simplifier) ? Et, second point, par quels moyens peut-on le faire ?

De façon connexe, je me demandais jusqu'à quelle distance de la Terre saurait-on (avec notre technologie actuelle) apporter la preuve expérimentale qu'il y a effectivement de la vie sur Terre ? Par exemple, Voyager 1 en est-elle aujourd'hui encore capable ?

Merci d'avance pour vos éclaircissements

Asan
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[phys4]

Bonjour,
La méthode de détection dépend du niveau de technologie extraterrestre recherché.
Pour détecter s'il y a de la vie sous une forme biologique proche de la notre, il faut effecteur une analyse d'atmosphère : s'il existe de l'oxygène libre en quantité non négligeable, alors de la vie s'est développée.

Nous sommes presque capable de faire cette analyse pour les planètes les plus proches, aussi je pense que s'il existe des civilisations plus avancées que nous dans la galaxie, elles ont pu détecter que la Terre est une planète habitée.

Pour détecter une civilisation technologique on pensera aux ondes électromagnétiques, le programme SETI essaie depuis quelques dizaines d'années.
La puissance que nous émettons depuis près d'un siècle est très inférieure au rayonnement radio du Soleil, aussi nos signaux radio sont noyés dans le bruit solaire.
Voyager 1 serait encore capable, en orientant son antenne vers la Terre, de détecter un signal radio.
Il n'est pas certain que nous soyons capable de séparer un signal radio du fond au delà de 100 années lumière pour une civilisation qui n'émettrait pas plus que nous.
Avec de gros moyens, la détection pourrait être améliorer jusque 1000 années lumière.

[Gilgamesh]

Un article assez lisible ici (en anglais) sur les bio-signatures spectrométriques:

The future of spectroscopic life detection on exoplanets

[invitef29758b5]

Salut

La méthode de détection dépend du niveau de technologie extraterrestre recherché.
Pour détecter s'il y a de la vie sous une forme biologique proche de la notre ...

Ce n' est pas vraiment ce que demande Asan78 :

à quelle distance de la planète Terre saurait-on détecter, avec une grande confiance, la présence de vie (telle qu'on la connaît, pour simplifier) ? Et, second point, par quels moyens peut-on le faire ?
De façon connexe, je me demandais jusqu'à quelle distance de la Terre saurait-on (avec notre technologie actuelle)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee6546ae1]

Pour détecter s'il y a de la vie sous une forme biologique proche de la notre, il faut effecteur une analyse d'atmosphère : s'il existe de l'oxygène libre en quantité non négligeable, alors de la vie s'est développée.

Peut-on vraiment être aussi affirmatif?
La présence d'une quantité importante d'oxygène moléculaire ne pourrait-elle pas avoir une origine autre que biologique?

[phys4]

Peut-on vraiment être aussi affirmatif?
La présence d'une quantité importante d'oxygène moléculaire ne pourrait-elle pas avoir une origine autre que biologique?

Les chercheurs n'ont pas identifié d'autre possibilité, l'oxygène est un corps trop actif par rapport aux composés carbonés et métalliques pour se trouver à l'état libre dans l'atmosphère. Il s'y trouve obligatoirement hors équilibre, et il faut une activité qui entretienne cet état instable.
Sauf autre information, l'oxygène est donc considéré comme un traceur de vie biologique.

[invitee6546ae1]

Les chercheurs n'ont pas identifié d'autre possibilité, l'oxygène est un corps trop actif par rapport aux composés carbonés et métalliques pour se trouver à l'état libre dans l'atmosphère. Il s'y trouve obligatoirement hors équilibre, et il faut une activité qui entretienne cet état instable.
Sauf autre information, l'oxygène est donc considéré comme un traceur de vie biologique.

En cherchant un peu je suis tombé sur cette interview de Frank Selsis : http://www.futura-sciences.com/scien...-selsis-66417/

"Je me suis précisément posé la question de ce que devrait être une bonne biosignature dans mon travail de thèse. Prenons l'exemple d'une planète qui serait aussi massive que Vénus et initialement riche en eau. Le rayonnement de son étoile pourrait avoir dissocié les molécules d'H2O laissant partir dans l'espace les molécules de H2 mais retenant dans l'atmosphère les molécules d'O2, du fait de sa gravité. On aurait donc une atmosphère riche en oxygène et pour autant son origine ne serait pas biologique (incidemment, l'oxygène de Vénus semble, probablement, avoir migré dans son manteau)."

[Geb]

Bonjour,

Si on se limite à la technologie actuelle, notre capacité à détecter les ondes radios comme si la Terre était une exoplanète, se limite à ~160 années-lumière avec le LOFAR (LOw Frequency ARray).

Source : Eavesdropping on Radio Broadcasts from Galactic Civilizations with Upcoming Observatories for Redshifted 21cm Radiation (Loeb & Zaldarriaga, 2007)

Le LOFAR n'est pleinement fonctionnel que depuis janvier 2012. En outre, il n'est pas conçu pour détecter des civilisations technologiques extraterrestres communicantes et les données qu'il collecte ne sont pas analysées par SETI.

De la même manière, aucun télescope actuel, au sol ou orbital, ne nous permettrait de détecter une trace spectroscopique d'une vie photosynthétique autour d'une planète en tout point similaire à la Terre. Le futur E-ELT ne nous permettrait de détecter une trace spectroscopique d'ozone dans l'atmosphère d'hypothétiques exoplanètes qu'autour d'une quinzaine d'étoiles naines rouges seulement, dans un rayon de ~20 années-lumière autour du système solaire.

Source : Characterizing the atmospheres of transiting rocky planets around late type dwarfs (Pallé et al., 2011)

Cette étude traite de l'ancienne version de l'E-ELT (celle de 42 m de diamètre), le télescope géant européen prévu pour 2022. Or, le diamètre du miroir primaire a été revu à la baisse en juin 2011 (passant de 42 m à 39,3 m de diamètre). De plus, comme on utilise la méthode des transits, si toutes ces 15 exoplanètes possédaient effectivement des atmosphères riches en oxygène, on ne détecterait sur Terre que 1 ou 2 résultats positifs.

Cordialement.

[invitee6546ae1]

Ah, décevant.
Et le JWST, que peut-on en attendre à ce niveau?

[Geb]

Ah, décevant.
Et le JWST, que peut-on en attendre à ce niveau?

Malheureusement, pour le JWST, je serais incapable de retrouver l'étude que j'avais pu consulter au sujet de ses éventuelles capacités d’analyses spectroscopiques de l’ozone dans les atmosphères d’hypothétiques exoterres proches. J'ai tout simplement un trou de mémoire (identités précises des auteurs, revue scientifique en question, titre, ni même l'année de publication). En tout cas, ce type d’études existent bel et bien (en tout cas au moins une que j'avais déniché, complètement par hasard d'ailleurs). Ça, je peux l’affirmer.

Ce qui m’avait marqué surtout, c’est que les chercheurs (de la NASA je crois) qui faisaient ce type d’estimations partaient du principe que, oui, le JWST en serait capable techniquement. Du coup, ils faisaient des suppositions complètement loufoques (ou en tout cas hautement critiquables à mes yeux), notamment sur la taille des exoterres qu’on pourrait considérer comme habitables.

Mais pour en être tout à fait sûr il faudrait retrouver ces études sur le JWST. Si certains membres du forum en trouvaient, qu’ils n’hésitent pas à les signaler ici !

Dans l’étude de 2011 que j’ai cité dans mon message précédent, les chercheurs espagnols sont beaucoup plus mesurés (réalistes dirais-je) dans leurs suppositions. Je dirais donc que, dans mes souvenirs, l’E-ELT resterait notre meilleur espoir de détection spectroscopique d’une quantité massive d’ozone dans l’atmosphère d’une exoterre (a priori signe d’une vie photosynthétique, dans l’état actuel de nos connaissances). Toutefois, comme je l’ai exprimé par ailleurs, cet espoir est très mince (un, peut-être deux positifs, sur les 25 prochaines années, mais sur un échantillon aussi limité, de ~15 étoiles, ça va être difficile).

J'aimerais préciser d'autres informations que je trouve intéressantes par rapport à l'autre publication, celle de 2007, que j'ai déjà cité :

1) Notre émetteur le plus bruyant à l’échelle cosmique est le Ballistic Missile Early Warning System (ou BMEWS, un réseau intégré de radars militaires de l’armée américaine, réseau qui s’est élargi au pays de l’OTAN, dédié à la détection de missiles balistiques). C’est assez amusant de savoir que c’est la carte de visite détectable la plus loin qu’on envoie à nos éventuels voisins cosmiques. Les auteurs font une comparaison intéressante : les émissions télés seraient 400 fois moins bruyantes que le BMEWS et les émissions radios seraient 50.000 fois moins bruyantes que le BMEWS.

2) Le BMEWS est le plus "bruyant" à ~425 MHz, mais nos détecteurs d’ondes radios cosmiques sont conçus pour être le plus précis entre 80 et 300 MHz (en gros). Les auteurs font l’hypothèse que les "BMEWS extraterrestres" émettent plutôt à 200 MHz, autrement dit dans cette tranche de 80 à 300 MHz pour se livrer à leurs savants calculs.

3) Avant le LOFAR, il y avait le Murchison Widefield Array (MWA), qui a été construit à partir de 2005, qui n’est sous tension que depuis 2010 et qui n’est pleinement opérationnel que depuis le 9 juillet 2013, dont la capacité de détection d’un exo-BMEWS, dans sa version MWA-LFD, se limitait à ~23 parsecs (~75 a.-l.). Encore une fois, les données ne sont pas analysés par la SETI.

4) Tous ces chiffres de capacités de détection sont obtenus en imaginant que le MWA-LFD, le LOFAR ou le SKA intègrent des données équivalent à une observation d’une unique cible en continue pendant en mois (ce qui en pratique, ne se passe jamais comme ça dans l’utilisation qui en est faite). En gros, ce sont des hypothèses de portée de détection a maxima.

5) Les émissions globales d’ondes radios diminuent globalement depuis 1978, avec la généralisation des systèmes de transmissions par fibres optiques. Le bruit qu’on émet en radios diminuent à l’échelle cosmique depuis lors.

À titre personnel, je voudrais préciser que la recherche de civilisations technologiques extraterrestres à travers des émissions radios a été lancée au début des années 1960.

Or, les partisans du programme SETI pensaient à l’époque que les civilisations technologiques étaient "condamnées" à une croissance exponentielle de leur consommation d’énergie et à une dissémination dans tout leur système stellaire et au-delà (voir la notion d’échelle de Kardashev, développée dès 1964).

Du coup, le paradigme était que malgré les capacités de détection encore plus limitées de l’époque (radiotélescope de Greenbank, radiotélescope d’Arecibo, etc.), outre le fait qu’il y aurait des millions de civilisations technologiques dans notre seule Galaxie (Carl Sagan avançait le chiffre de 8 millions en 1980, Frank Drake était plus mesuré dans les années 1960, puisqu’il avançait une estimation de 10.000), et que parmi elles, il y en aurait toujours dont la consommation d’énergie serait telle, qu’elles seraient tellement bruyantes dans les fréquences radios qu’on pourrait les détectées malgré tout.

On voit avec l’exemple des fibres optiques et la crise écologique actuelle qu’on n’est manifestement plus dans l’optimisme, ou l’espoir, en matière de communication interstellaire qui existait dans les années 1960.

Aussi, il y a toujours la possibilité que des sondes de Von Neumann communiquent au-delà de la ligne focale solaire (située, selon la fréquence, entre ~550 et 1000 UA du Soleil). On n’a pas encore la technologie pour aller "vérifier" in situ la présence d’artefacts extraterrestres aussi loin du Soleil.

D’après les auteurs, le Square Kilometre Array (ou SKA, prévu pour 2024, si ont arrive à régler les derniers détails et que le test du Pathfinder est concluant), le troisième détecteur analysé dans la publication de 2007 que j’ai cité, pourrait parvenir à détecter des civilisations technologiques similaires à la Terre jusqu’à ~500 parsecs autour du système solaire (~1600 a.-l.). Un astronome qui a cité leurs travaux dans la presse évoque plutôt une capacité de détection jusqu’à 625 a.-l. En effet, en reprenant leur méthode de calcul, j’arrive plutôt à ~180,7 parsecs avec le SKA (soit ~590 a.-l.), mais je peux me tromper…

Enfin, je voudrais ajouter que le SKA est appeler à devenir, à terme, un interféromètre qui équivaudrait à un radiotélescope de 3.000 km de diamètre. Il est difficile d’envisager mieux, en tout cas pour un instrument au sol, dans les 50 à 60 ans à venir. Donc, il faudra aller vers une option spatial pour faire mieux que ~600 a.-l. de rayon. Le must ce serait, encore une fois, de se servir de notre Soleil comme lentille gravitationnelle (équivalent à un radiotélescope du diamètre du Soleil). Mais c’est hors de notre portée pour manifestement encore très, très longtemps hélas.

Tout ça pour dire que d’entendre les administrateurs de la NASA annoncer de manière tonitruante dans la presse, à plusieurs reprises ces 10 dernières années, qu’on aura la preuve de l’existence d’une vie extraterrestre (de quelque manière que ce soit) « d’ici 20 ans », ça me fait doucement sourire. Ces annonces étaient encore valables quand des projet comme l’interféromètre Darwin ou le télescope géant européen OWL étaient encore dans les cartons. Or, ces projets ont tous été annulés aujourd’hui, pour des raisons budgétaires et repoussés au mieux, pour la fin des années 2040.

Vraiment désolé pour la longueur du post et d'avance merci aux courageux qui auront pris le temps de me lire…

[Geb]

Bonjour,

Et le JWST, que peut-on en attendre à ce niveau?

Malheureusement, pour le JWST, je serais incapable de retrouver l'étude que j'avais pu consulter au sujet de ses éventuelles capacités d’analyses spectroscopiques de l’ozone dans les atmosphères d’hypothétiques exoterres proches. J'ai tout simplement un trou de mémoire (identités précises des auteurs, revue scientifique en question, titre, ni même l'année de publication). En tout cas, ce type d’études existent bel et bien (en tout cas au moins une que j'avais déniché, complètement par hasard d'ailleurs). Ça, je peux l’affirmer.

Ce qui m’avait marqué surtout, c’est que les chercheurs (de la NASA je crois) qui faisaient ce type d’estimations partaient du principe que, oui, le JWST en serait capable techniquement. Du coup, ils faisaient des suppositions complètement loufoques (ou en tout cas hautement critiquables à mes yeux), notamment sur la taille des exoterres qu’on pourrait considérer comme habitables.

Je viens de retrouver la publication que j'avais lue au sujet des capacités du JWST. C'était lors d'une discussion, qui semblait rétrospectivement, assez animée (j'avoue), avec un autre membre du forum :

[...] lorsque les chercheurs américains font ce type de simulation, ils ne prennent pas des planètes de la taille de la Terre comme l’on fait les Européens pour l’E-ELT, mais plutôt des planètes de 3 fois le rayon terrestre qu’ils supposent "telluriques"…

D’autant qu’ils estiment que si le projet TESS n’est pas satellisé, ils seraient vraiment embêtés pour trouver les cibles adéquates. Voir ici :

Discovery and Characterization of Transiting SuperEarths Using an All-Sky Transit Survey and Follow-up by the James Webb Space Telescope (Deming et al., 2009)

Ça me semble vraiment tirer par les cheveux. Et même dans ce cas extrêmement favorable, ils n’envisagent pas plus de 1 à 4 analyses d’atmosphère de ces exoplanètes "telluriques" dans la zone habitable avec le JWST :

Based on our estimates of these uncertainties, we project that JWST will be able to measure the temperature, and identify molecular absorptions (water, CO2) in 1 to 4 nearby habitable TESS superEarths orbiting lower main sequence stars.

Cordialement.