Le télescope James Webb a prouvé qu'il pouvait détecter des signes de vie dans l'atmosphère de l'espace
Les composants de la vie sont dispersés dans tout l'univers, tandis que la Terre est le seul endroit connu pour avoir de la vie dans l'univers. Découvrir la vie loin de la Terre est un grand objectif pour la communauté des astronomes modernes et des planétologues.
Nous sommes des scientifiques des exoplanètes et des astrobiologistes, des chercheurs comme nous qui pourront mesurer la composition chimique des atmosphères des planètes en orbite autour d'autres étoiles, en grande partie grâce aux télescopes de nouvelle génération comme James Webb.
Les planètes hors du système solaire sont habitables
La vie peut exister dans le système solaire où l'eau liquide existe - comme les aquifères de Mars ou les océans de la lune de Jupiter Europe. Dans tous les cas, la recherche de vie dans ces endroits est très difficile, car il est difficile de les atteindre, et la surveillance de la vie en eux nécessite l'envoi d'une sonde spatiale et le retour avec des échantillons physiques.
De nombreux astronomes pensent qu'il y a de grandes chances que la vie existe sur des planètes en orbite autour d'autres étoiles et qu'elles pourraient être les premiers endroits où la vie existera.
Les théories informatiques suggèrent qu'il y a environ 300 millions de planètes potentiellement habitables dans la seule Voie lactée et de nombreuses autres planètes habitables, semblables à la Terre, à seulement 30 années-lumière de nous - nos voisins galactiques.
Les astronomes ont détecté jusqu'à présent plus de 5 000 planètes en dehors du système solaire, dont des centaines de planètes susceptibles d'être habitables à vie, en utilisant des méthodes indirectes qui mesurent l'étendue de l'influence de la planète sur son étoile proche d'elle, ces mesures donner aux astronomes des informations sur les masses et la taille des exoplanètes Le système solaire, mais rien de plus que cela.
Rechercher des données biométriques
Pour détecter la vie sur une planète lointaine, les astrobiologistes étudieront l'interaction de la lumière des étoiles avec la surface ou l'atmosphère de la planète. Si l'atmosphère ou l'atmosphère a changé, la lumière contiendra un indice appelé "biosignature".
Pendant la première moitié de son existence, la Terre a joui d'une atmosphère pauvre en oxygène, bien qu'elle ait abrité une vie unicellulaire. La biosignature de la Terre était très faible à ses débuts, mais elle a brusquement changé il y a environ 2,4 milliards d'années, lorsqu'une nouvelle famille d'algues a évolué.
Les algues ont utilisé le processus de la photosynthèse, qui produit de l'oxygène libre - de l'oxygène qui n'est chimiquement associé à aucun autre élément. À ce moment-là, l'oxygène qui remplissait l'atmosphère terrestre a laissé une biomarque forte et facile à observer sur la lumière qui la traversait. .
Lorsque la lumière rebondit sur la surface d'un matériau ou traverse un gaz, certaines longueurs d'onde seront piégées dans le gaz ou la surface des matériaux et pas d'autres. Ce confinement sélectif des longueurs d'onde de la lumière est la raison pour laquelle les objets diffèrent en couleur.
Les feuilles sont vertes car la chlorophylle est particulièrement efficace pour absorber la lumière aux longueurs d'onde rouges et bleues. Lorsque la lumière frappe la feuille, elle absorbe les longueurs d'onde rouges et bleues, laissant principalement la lumière verte rebondir vers votre œil.
La lumière perdue est déterminée par la composition particulière des matériaux avec lesquels la lumière interagit, c'est pourquoi les astronomes peuvent comprendre certaines choses sur la composition de l'atmosphère ou de la surface d'une exoplanète en mesurant les couleurs de la lumière provenant de la planète.
Cette méthode peut être utilisée pour identifier des gaz spécifiques dans l'atmosphère associés à la présence de vie - tels que l'oxygène ou le méthane - car ces gaz laissent des signatures très spécifiques à la lumière, et la méthode peut également être utilisée pour identifier des couleurs étranges à la surface de la planète.
Sur Terre, par exemple, la chlorophylle et d'autres plantes pigmentées et les algues photosynthétiques captent des longueurs d'onde spécifiques de la lumière.
Ces pigments produisent des couleurs distinctes qui peuvent être identifiées à l'aide de caméras infrarouges sensibles.Si vous voyez cette couleur réfléchie par la surface d'une planète lointaine, cela indique que la chlorophylle peut être présente.
Télescopes dans l'espace et sur Terre
Il faut un télescope extrêmement puissant pour détecter ces minuscules changements dans la lumière d'une exoplanète potentiellement habitable. Le seul télescope capable d'effectuer un tel travail est le nouveau télescope spatial James Webb.
Depuis qu'il a commencé ses opérations scientifiques en juillet 2022, James Webb a pris des mesures sur le spectre de la planète géante gazeuse WASP-96 b en dehors de notre système solaire. Le spectre a montré la présence d'eau et de nuages, mais une planète de la taille et de la température de Il est peu probable que WASP-96 b abrite la vie. .
Cependant, ces données préliminaires montrent que James Webb est capable de détecter des signatures chimiques subtiles dans la lumière des planètes extérieures à notre système solaire.
Le mois prochain, Webb tournera ses miroirs vers TRAPPIST-1 e, une planète potentiellement habitable de la taille de la Terre à seulement 39 années-lumière de la Terre.
Webb peut rechercher des biosignatures en étudiant les planètes lorsqu'elles passent devant leurs étoiles hôtes et en captant la lumière des étoiles traversant l'atmosphère d'une planète, mais Webb n'a pas été conçu pour rechercher la vie, donc le télescope ne peut scanner que quelques mondes proches. qui sont potentiellement habitables. .
Il ne peut détecter que les changements dans les niveaux atmosphériques de dioxyde de carbone, de méthane et de vapeur d'eau, et bien que des combinaisons spécifiques de ces gaz puissent suggérer la vie, Webb ne peut pas détecter la présence d'oxygène libre, qui est un signe fort de vie.
Les idées que nous développons pour l'avenir seront encore plus puissantes. Les télescopes spatiaux incluent des plans pour bloquer la lumière brillante des étoiles hôtes de la planète afin de révéler la lumière brillante réfléchie par la planète. Cette idée est similaire à l'utilisation de votre main pour bloquer la lumière du soleil. afin que vous puissiez bien voir quelque chose de loin.
La nouvelle génération de télescopes spatiaux peut utiliser de petits masques d'intérieur ou de grands parapluies d'extérieur comme des engins spatiaux pour ce faire, en bloquant la lumière des étoiles, il sera plus facile d'étudier la lumière réfléchie par la planète.
Il existe également trois énormes télescopes au sol actuellement en chantier qui pourront rechercher des biosignatures : le télescope géant Magellan, le télescope Thirty Mete et le télescope européen extrêmement grand.
Chacun est plus puissant que les télescopes actuellement sur Terre, et malgré l'obstruction de l'atmosphère, qui déforme la lumière des étoiles, ces trois télescopes pourraient être capables de rechercher de l'oxygène dans les atmosphères de nos mondes proches.
?Est-ce la biologie ou la géologie
Même en utilisant les télescopes les plus puissants des décennies à venir, les biologistes extraterrestres ne détecteront que les biosignatures de mondes complètement altérés par la vie.
Malheureusement, la plupart des gaz produits par la vie sur Terre peuvent provenir de processus non biologiques - les vaches et les volcans émettent tous deux du méthane, la photosynthèse produit de l'oxygène, mais la lumière du soleil produit également de l'oxygène lorsqu'elle sépare les atomes d'eau en oxygène et en hydrogène.
Les astronomes ont une excellente occasion de repérer des faux positifs lorsqu'ils recherchent de la vie dans des endroits lointains. Pour aider à éliminer ces faux positifs, les scientifiques doivent bien comprendre les planètes qui les intéressent afin de comprendre si des processus géologiques ou atmosphériques se produisent qui pourrait simuler la biométrie.
De nouvelles études sur des planètes en dehors de notre système solaire ont le potentiel de réussir à fournir les preuves uniques dont nous avons besoin pour prouver l'existence de la vie. Les premières données du télescope spatial James Webb nous donnent un aperçu des incroyables progrès à venir.
Source : sites Internet