Searching for Signs of
Intelligent Life: Technosignatures
By Pat Brennan, NASA's Exoplanet Exploration Program
11 juillet 2023
Notre première preuve confirmée de vie au-delà de la Terre pourrait ne pas impliquer du tout la biologie. Il est possible que nous interceptions les communications par ondes électromagnétiques, comme la radio, ou que nous trouvions des preuves télescopiques d'une ingénierie épique.
Alors que la recherche reste largement axée sur la vie non technologique, les scientifiques de la NASA ont également commencé à se demander à quoi pourraient ressembler les traces technologiques de la vie intelligente – les « technosignatures ». Ils ne proviendraient pas de planètes de notre système solaire, mais plutôt d'exoplanètes lointaines que nous ne pouvons pas voir de près. Parmi les possibilités figurent des impulsions laser ou radio, des signes de produits chimiques artificiels dans les atmosphères de planètes lointaines, ou des "sphères de Dyson" - des structures massives construites autour d'étoiles pour collecter leur énergie.
Et
à mesure que l'acceptation dans la communauté scientifique grandit lentement,
un domaine autrefois considéré comme une recherche de "petits hommes
verts" montre les premiers signes de l'éclosion d'une enquête mûre et
sérieuse.
"C'est quelque chose sur lequel nous avons travaillé très dur : établir notre légitimité et nous éloigner de la pseudo-science", a déclaré Jill Tarter, un astronome connu depuis des décennies comme un leader dans la recherche d'une vie intelligente au-delà de la Terre. "En fait, ma conviction que c'est une chose importante et raisonnable à faire a augmenté."
Tarter est le co-fondateur et ancien directeur du Centre de recherche SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) de l'Institut SETI, ainsi que l'inspiration du personnage principal du roman "Contact" de Carl Sagan en 1985. Elle dit que l'un des plus grands défis aujourd'hui est de déplacer la recherche de signes de technologie au-delà des seuls signaux radio. Photo à gauche : JILL TARTER - SETI
"Nous voulons toujours regarder tout le ciel tout le temps, à toutes les longueurs d'onde", a déclaré Tarter, y compris des impulsions de lumière laser qui pourraient être utilisées pour la communication.
Un autre défi concerne les signaux « transitoires » de courte durée, des événements ponctuels qui peuvent être brillants et énergiques. Parmi les nombreuses sources naturelles de tels signaux, comme les sursauts gamma ou les supernovæ, pourraient se mêler des transitoires artificiels provenant de civilisations lointaines – un signal artificiel d'une durée inférieure à quelques minutes. Mais les séparer nécessiterait probablement énormément de temps informatique.
"Nous essayons de comprendre comment faire cela", a déclaré Tarter. "C'est notre objectif maintenant."
L'intelligence
artificielle pourrait s'avérer un allié dans de telles recherches. Des
algorithmes sophistiqués peuvent trier de grandes quantités de données à la
recherche de modèles pouvant indiquer un signal artificiel. Et les recherches
d'IA auraient probablement moins de biais possibles des analystes humains, qui
pourraient avoir tendance à concentrer leur recherche sur les types de signaux
qu'ils ont définis à l'avance, ou qu'ils considèrent comme plus probables.
Repousser les frontières dans la recherche de technosignatures est une priorité pour Ravi Kopparapu, chercheur au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, qui se spécialise dans la chasse aux mondes habitables ainsi que dans les technosignatures.
Lui, comme Tarter, cherche à définir des signaux potentiels au-delà du domaine radio.
Dans des travaux publiés, Kopparapu a exploré l'utilisation de "la pollution par le dioxyde d'azote comme signature pour la technologie", a-t-il déclaré. Après tout, les niveaux de pollution de la Terre reflètent l'activité humaine. Les satellites surveillant notre propre planète ont également observé des changements – par exemple, une baisse temporaire de cette pollution autour des centres urbains pendant les fermetures de COVID-19.
"J'ai pensé, OK, pouvons-nous utiliser cela comme signature d'une technologie qu'une autre civilisation pourrait utiliser ?" il a dit.
Le carbone est le quatrième élément le plus abondant dans l'univers observable et est relativement réactif, ce qui en fait un candidat naturel pour une implication dans des réactions synthétiques que toute forme de vie pourrait utiliser. Le carbone a formé la base de la vie et de nombreuses technologies sur Terre.
"Nous devrions nous attendre à ce que des choses similaires se produisent sur d'autres planètes", a déclaré Kopparapu. «Ils devraient avoir les mêmes éléments que nous avons ici; alors ils pourraient avoir une vie à base de carbone, une technologie à base de carbone et une technologie à base de combustibles fossiles également.
Un autre produit chimique clairement artificiel serait les chlorofluorocarbures, ou CFC, autrefois largement utilisés comme réfrigérants ici sur Terre. Très dommageables pour la couche d'ozone protectrice de la planète, ils ont été éliminés après l'accord du Protocole de Montréal à la fin des années 1980. La détection du produit chimique dans les atmosphères des exoplanètes – des planètes autour d'autres étoiles – pourrait être possible dans certaines conditions, a déclaré Kopparapu.
Et un autre phénomène parfois considéré comme une forme de « pollution », du moins par les astronomes, est la lumière artificielle. Bien que difficile à observer, capturer la lueur des "lumières de la ville" du côté nocturne d'une planète rocheuse de la taille de la Terre serait un signe clair d'une technologie au moins modérément avancée.
Un produit spéculatif d'une civilisation super-avancée pourrait être les "sphères de Dyson" - des mégastructures autour d'autres étoiless, comme l'a souligné il y a des décennies le regretté physicien Freeman Dyson. Une structure hypothétique pourrait partiellement bloquer la lumière provenant, par exemple, d'une étoile mature semblable au Soleil, car elle recueille l'énergie de l'étoile. La présence d'une sphère Dyson serait révélée par la "chaleur perdue" - observée sous la forme d'un excès de rayonnement infrarouge.
"Si la technologie utilise beaucoup d'énergie solaire, des panneaux solaires géants dans l'espace bloquant 1% de la lumière de l'étoile, il y aura une énorme et énorme signature infrarouge", a déclaré Jason Wright, professeur d'astronomie et d'astrophysique à Penn State qui travaille sur une variété de problèmes impliquant les étoiles, les planètes et le potentiel de vie dans l'univers.
Le rayonnement infrarouge est généralement associé à de jeunes étoiles, entourées de disques poussiéreux où se forment des planètes. Les disques absorbent la lumière des étoiles et émettent un excès de lumière infrarouge révélatrice.
"Une vieille étoile comme le Soleil n'a pas le droit d'avoir autant d'émissions [infrarouges] qui en sortent", a déclaré Wright.
Les enquêtes sur ces technosignatures potentielles et d'autres ont commencé à proliférer, incitant certains astrophysiciens de la NASA à mener une enquête sur ces efforts - et à identifier les technologies dont les enquêteurs pourraient avoir besoin.
Nick Siegler, technologue en chef du programme d'exploration d'exoplanètes au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, et son équipe ont jusqu'à présent répertorié plus de 40 enquêtes de technosignature par des scientifiques dans des domaines connexes.
Les enquêtes vont du familier à l'exotique. Cela inclut des recherches bien connues de signaux radio ainsi que de nouvelles approches : la recherche d'étranges émissions de rayons gamma qui pourraient indiquer des systèmes de propulsion très avancés, ou des signatures lumineuses de grandes structures manifestement artificielles passant devant - "en transit" - leurs étoiles .
"Imaginez que certains extraterrestres, pour un prix qui n'est pas énorme, construisent un triangle massif", a déclaré Siegler. "Ceux-ci n'apparaissent pas naturellement dans le cosmos. La courbe de lumière [mesures de la luminosité de l'étoile dans le temps] d'un triangle massif en transit ne ressemble pas à un disque.
Il voit l'attention renouvelée sur les technosignatures comme une conséquence naturelle de la recherche plus large de la NASA pour la vie au-delà de la Terre. Et il dit que les technosignatures, définies comme la preuve d'une vie avancée, sont un sous-ensemble de biosignatures - la preuve de toute vie biologique, y compris les micro-organismes.
"La NASA est pleinement engagée dans la recherche de la vie comme l'un de ses principaux objectifs scientifiques", a déclaré Siegler. "Les technosignatures feront partie du continuum de preuves de la vie que nous rechercherons sur les exoplanètes."
Tarter était, en fait, le scientifique du projet pour l'ancien projet SETI Microwave Observing Project et High Resolution Microwave Survey de la NASA de 1989 à 1993. Mais l'implication récente et plus visible de la NASA dans les recherches de technosignature a commencé avec un atelier à Houston en 2018. L'organisateur, chercheur d'exoplanètes Dawn Gelino, affirme que le nombre et le nombre de membres des groupes de travail sur la technosignature ont augmenté depuis lors. Et plusieurs programmes de recherche de l'agence ont commencé à permettre des propositions de technosignature.
Gelino est directeur adjoint du NASA Exoplanet Science Institute, et également co-responsable du réseau de coordination de la recherche Nexus for Exoplanetary System Science (NExSS) de la NASA. Elle dit que le groupe de travail sur les technosignatures de NExSS prévoit un webinaire sur le sujet à l'été 2023. NExSS a également soutenu l'atelier en ligne «Technoclimes» parrainé par la NASA en 2020 pour développer un programme de recherche pour les technosignatures non radio.
Plus d'ateliers par des groupes financés par le secteur privé sont également ajoutés au mélange.
"Nous devons montrer à tous que les technosignatures sont un véritable domaine d'étude - quantitatif, science dure - et ont besoin de financement pour pouvoir se développer et faire partie de l'ensemble de l'écosystème exoplanétaire", a déclaré Gelino.
Selon Tarter, Siegler et d'autres scientifiques, une façon de développer les études sur les technosignatures est de "se greffer" sur les études des exoplanètes et d'autres phénomènes cosmiques. Si un télescope spatial regarde déjà une étoile pour d'autres raisons, les mêmes données peuvent être examinées pour des signes de technosignatures. Cela aiderait à contenir les coûts tout en élargissant l'ouverture dans la recherche de signes de civilisations technologiques.
Et la recherche de technosignatures dans des données au-delà de la radio - la chimie, par exemple, ou les modèles d'absorption et d'émission d'énergie - pourrait également élargir la base scientifique des recherches sur les technosignatures.
"C'est
une période vraiment excitante pour être dans la recherche", a déclaré
Wright, le chercheur de Penn State. "Je pense que nous avons une vraie
chance s'il y a quelque chose là-bas."
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