Au cours des dernières décennies, il y a eu une explosion du nombre de planètes extra-solaires qui ont été découvertes. Au 1er avril 2018, un total de 3758 exoplanètes ont été confirmés dans 2 808 systèmes, avec 627 systèmes ayant plus d'une planète. En plus d'élargir notre connaissance de l'Univers, le but de cette recherche a été de trouver des preuves de vie au-delà de notre système solaire.
Au cours de la recherche de planètes habitables, les astronomes ont utilisé la Terre comme exemple directeur. Mais reconnaîtrions-nous une planète vraiment «semblable à la Terre» si nous en voyions une? Cette question a été abordée dans un article récent par deux professeurs, dont l'un est un chasseur d'exoplanètes et l'autre, un expert en sciences de la Terre et en astrobiologie. Ensemble, ils réfléchissent aux avancées (passées et futures) qui seront essentielles à la recherche de la Terre 2.0.
Le document, intitulé «La Terre comme une exoplanète», a récemment été publié en ligne. L'étude a été menée par Tyler D. Robinson, ancien boursier postdoctoral de la NASA et professeur adjoint à la Northern Arizona University, et Christopher T. Reinhard - professeur adjoint à la Georgia Institute of Technology School of Earth and Atmospheric Studies.
Pour les besoins de leur étude, Robinson et Reinhard se concentrent sur la façon dont la chasse aux planètes habitables et habitées au-delà de notre système solaire se concentre généralement sur les analogues de la Terre. C'est à prévoir, car la Terre est la seule planète que nous connaissons qui puisse soutenir la vie. Comme le professeur Robinson l'a déclaré à Space Magazine par e-mail:
«La Terre est - actuellement! - notre seul exemple de monde habitable et habité. Ainsi, lorsque quelqu'un demande: «À quoi ressemblera une exoplanète habitable?» ou "À quoi ressemblera une exoplanète porteuse de vie?", notre meilleure option est de pointer la Terre et de dire: "Peut-être qu'elle ressemblera beaucoup à ceci." Alors que de nombreuses études ont émis l'hypothèse d'autres planètes habitables (par exemple, des super-Terres couvertes d'eau), notre principal exemple de planète habitable pleinement fonctionnelle sera toujours la Terre. »
Les auteurs examinent donc comment les observations faites par les vaisseaux spatiaux du système solaire ont conduit au développement d'approches pour détecter les signatures d'habitabilité et de vie sur d'autres mondes. Il s'agit notamment de la Pioneer 10 et11 missions et Voyager 1 et2 vaisseau spatial, qui a effectué des survols de nombreux corps du système solaire au cours des années 1970.
Ces missions, qui ont mené des études sur les planètes et les lunes du système solaire en utilisant la photométrie et la spectroscopie, ont permis aux scientifiques d'en apprendre beaucoup sur la chimie et la composition de l'atmosphère de ces corps, ainsi que sur les modèles météorologiques et la chimie. Les missions ultérieures ont ajouté à cela en révélant des détails clés sur les détails de la surface et l'évolution géologique des planètes et des lunes solaires.
De plus, le Galileo La sonde a effectué des survols de la Terre en décembre 1990 et 1992, ce qui a donné aux scientifiques planétaires la première occasion d'analyser notre planète en utilisant les mêmes outils et techniques qui avaient été appliqués auparavant dans tout le système solaire. C'était aussi le Voyager 1 sonde qui a pris une image éloignée de la Terre, que Carl Sagan a appelé la photo «Pale Blue Dot».
Cependant, ils notent également que l'atmosphère terrestre et l'environnement de surface ont considérablement évolué au cours des 4,5 milliards d'années passées. En fait, selon divers modèles atmosphériques et géologiques, la Terre a par le passé ressemblé à de nombreux environnements qui seraient considérés comme très «étrangers» selon les normes actuelles. Il s'agit notamment des nombreuses périodes glaciaires de la Terre et des premières époques, lorsque l'atmosphère primordiale de la Terre était le produit d'un dégazage volcanique.
Comme l'explique le professeur Robinson, cela présente certaines complications lorsqu'il s'agit de trouver d'autres exemples de «points bleus pâles»:
«La complication clé est de veiller à ne pas tomber dans le piège de penser que la Terre a toujours apparu comme elle le fait aujourd'hui. Ainsi, notre planète présente en fait un large éventail d'options pour ce à quoi pourrait ressembler une planète habitable et / ou habitée. »
En d'autres termes, notre chasse aux analogues de la Terre pourrait révéler une pléthore de mondes qui sont "semblables à la Terre", dans le sens où ils ressemblent à une période géologique précédente (ou future) de la Terre. Ceux-ci incluent «Snowball Earth’s», qui serait recouvert de plaques glaciaires (mais pourrait encore être porteur de vie), ou même à quoi ressemblait la Terre au cours de l'ère hadéenne ou archéenne, alors que la photosynthèse oxygénée n'avait pas encore eu lieu.
Cela aurait également des implications en ce qui concerne les types de vie qui pourraient y exister. Par exemple, si la planète est encore jeune et que son atmosphère était encore dans son état primordial, la vie pourrait être strictement sous forme microbienne. Cependant, si la planète avait des milliards d'années et dans une période interglaciaire, des formes de vie plus complexes pourraient avoir évolué et parcourir la Terre.
Robinson et Reinhard examinent ensuite les développements futurs qui aideront à repérer les «points bleus pâles». Il s'agit notamment de télescopes de nouvelle génération comme le Télescope spatial James Webb (JWST) - dont le déploiement est prévu en 2020 - et le Télescope infrarouge à champ large (WFIRST), en cours de développement. D'autres technologies incluent des concepts comme Starshade, qui vise à éliminer l'éblouissement des étoiles afin que les exoplanètes puissent être directement imagées.
"Repérer de vrais points bleus pâles - des mondes terrestres couverts d'eau dans la zone habitable d'étoiles semblables au Soleil - nécessitera des progrès dans notre capacité à" directement imager "les exoplanètes", a déclaré Robinson. "Ici, vous utilisez soit une optique à l'intérieur du télescope, soit une" ombre stellaire "au son futuriste volant au-delà du télescope pour annuler la lumière d'une étoile brillante, vous permettant ainsi de voir une planète faible en orbite autour de cette étoile. Un certain nombre de groupes de recherche différents, dont certains dans les centres de la NASA, travaillent à perfectionner ces technologies. »
Une fois que les astronomes pourront imager directement des exoplanètes rocheuses, ils pourront enfin étudier en détail leurs atmosphères et imposer des contraintes plus précises sur leur habitabilité potentielle. Au-delà de cela, il peut arriver un jour où nous pourrons imager les surfaces de ces planètes, soit à travers des télescopes extrêmement sensibles ou des missions d'engins spatiaux (comme le Projet Starshot).
Reste à savoir si nous trouverons ou non un autre «point bleu pâle». Mais dans les années à venir, nous pourrons enfin avoir une bonne idée de la réalité (ou de la rareté) de notre monde.
