Et si le Soleil nous permettait de trouver une vie extraterrestre ?

Quel moyen faudrait-il utiliser pour pouvoir observer de près ce qu’il se passe sur une exoplanète éloignée ? Une mission de la NASA pourrait être la solution à ce problème, car elle prévoit de capturer des images inédites d’autres mondes en dehors de notre système solaire en se servant de la force de gravité du Soleil. Plus précisément, le Soleil va servir de lentille gravitationnelle.

C’est Einstein qui a proposé pour la première fois, en 1936, l’idée que le champ gravitationnel d’une étoile peut jouer le rôle de lentille. Ainsi, si un objet se trouve derrière un astre, sur une même ligne de visée qu’un observateur, ce dernier va observer un anneau appelé anneau d’Einstein qui est en fait l’image distordue de l’objet derrière l’étoile. Cette méthode est aujourd’hui utilisée pour étudier la matière noire, mais aussi pour détecter les galaxies très éloignées de l’Univers primitif.

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Une lentille gravitationnelle possède une ligne focale au lieu d’un point focal comme c’est le cas d’une simple lentille optique. En ce qui concerne le Soleil, la ligne focale du SGL ou Solar Gravitational Lens commence à une distance d’environ 550 UA. Si l’on pouvait placer un télescope à cet endroit, la luminosité d’un objet éloigné se trouvant derrière le Soleil serait multipliée par 1011 et on obtiendrait une résolution angulaire de 10-10 arcsec. On pourrait ainsi observer une exoplanète se trouvant à 100 années-lumière avec une résolution de surface d’environ 25 km, assez pour étudier les signes d’habitabilité.

Les difficultés d’un tel projet

Bien qu’obtenir la capacité d’observer d’aussi près une exoplanète soit un énorme bond en avant pour la recherche d’une planète habitable, il faudra encore franchir de nombreux obstacles. Le premier sera la distance puisqu’il faudra à peu près 150 ans à un engin spatial classique fonctionnant avec un moteur chimique pour atteindre le point focal le plus proche. La meilleure option serait ainsi d’utiliser des appareils fonctionnant à l’aide d’une voile solaire. Cela permettra d’atteindre une vitesse d’environ 25 UA/ an pour arriver au point focal en moins de 25 ans.

En second lieu, pour diminuer les risques d’échec de la mission, il sera préférable d’utiliser entre 10 et 20 petits astronefs de moins de 100 kg chacun et qui seront lancés à intervalle régulier de un an. Chaque appareil devra également être capable de fonctionner de façon autonome puisque la latence de communication finale sera de 4 jours. Ainsi, pour arriver au niveau d’autonomie nécessaire, la mission SGL se basera sur des technologies d’IA émergentes.

Les défis techniques relatifs à l’observation

Atteindre le point idéal pour profiter du SGL n’est pas le seul problème, il y a aussi l’observation en elle-même. Il faudra utiliser un coronographe pour bloquer la lumière directe provenant du Soleil. Toutefois, même avec cela, la lumière provenant de la couronne solaire se présentera comme une lumière de fond qui va se confondre avec l’anneau d’Einstein. Pour éviter ce problème, le télescope devra être placé encore plus loin à 650 UA du Soleil.

À cette distance, le télescope ne sera pas non plus assez large pour pouvoir scanner l’anneau d’Einstein en une seule fois. Le SGL va en effet compresser l’image d’une exoplanète se trouvant à 100 années-lumière en un cylindre ayant un diamètre de 1,3 km dans les environs de la ligne focale. Un télescope d’1 m devra ainsi scanner la zone pixel par pixel en faisant des petits mouvements de 1,3 m pour pouvoir obtenir une image avec une résolution de 1000 * 1000 pixels.

Cette mission de la NASA a récemment été sélectionnée pour un financement de phase III par le programme NIAC ou NASA Innovative Advanced Concepts. D’après ce qui avait été indiqué durant la phase II, le développement de la technologie nécessaire à cette mission donne une possibilité de lancement entre les années 2028 et 2030. Les premières données arriveront ainsi vers le début des années 2060. D’ici là, le lancement de nouveaux télescopes spatiaux plus puissants comme le James Webb Space Telescope pourrait permettre aux astronomes d’en savoir plus sur les exoplanètes découvertes jusqu’ici, et peut-être découvrir une planète habitable.

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