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Encore des étoiles…

Introduction

Cette mission de la NASA a pour objectif de répondre à une question extrêmement simple: est-ce que la planète Terre est une exception dans l'univers ou est-ce une planète commune?

Pour répondre à cette question, l'être humain a fabriqué Kepler, un satellite qui sera envoyé dans l'espace le 5 mars prochain... soit dans 5 jours si tout va bien!

Sommes-nous singuliers ou communs?

Aussitôt que l'être humain a compris que la Terre n'était qu'un astre au milieu de beaucoup d'autres, il n'a pas pu s'empêcher de regarder le ciel par une nuit étoilée et se demander si parmi ces milliers de points scintillants, il n'y avait pas quelqu'un d'autre qui faisait exactement la même chose...

Au fil du temps, on a commencé par scruter le ciel et les planètes de notre système solaire dans le but d'apercevoir de la vie mais pour le moment, on n'a rien trouvé.

Cette démarche n'était qu'un coup d'essai pour l'humanité.

Dans le but de trouver d'éventuels "voisins", on a beaucoup investi depuis 50 ans. On a par exemple écouté l'espace avec de grands radiotéléscopes mais comme on ne recevait pas grand chose, on a aussi envoyé des messages radio. Pour le moment, nos hypothétiques voisins ne nous répondent pas.

Comme ils sont peut être sourds, on a envoyé en 1977 deux satellites appelés Voyager 1 et 2 avec à leur bord, entre autre, un plan gravé sur la couverture en or d'un disque:

Golden Record Cover...

Grosso modo, ce plan doit permettre à ceux qui tombent sur ces deux satellites de nous localiser... le disque en or doit aussi nous présenter au travers d'un message prononcé en 55 langues, quelques sons de la vie quotidienne, 116 photos et une vingtaine de morceaux musicaux.

A part dans les films en provenance d'Hollywood, personne n'a répondu au message. Ce n'est pourtant pas faute d'avoir voyagé puisque nos deux satellites ont parcouru respectivement 109 AU et 88 AU (en kilomètres, c'est 16 et 13 milliards). Autrement dit, les satellites ont réalisé 109 et 88 fois la distance moyenne entre la Terre et notre soleil. Ils sont à peine sortis de notre système solaire pour entrer dans une zone qu'on appelle l'héliosphère.

Bref, pendant des décennies, la communauté scientifique a développé la certitude que notre système solaire était une exception dans l'univers alors la Terre... ça ne pouvait pas être autre chose que divin.

Enfin, ce fut le cas jusqu'en 1995. En octobre de cette année-là, MM. Michel Mayor et Didier Queloz de l'Observatoire de Genève découvrent la première exoplanète qu'ils baptisent HD217014 (très poétique). Autrement dit, c'est la première fois qu'on observe une planète qui tourne autour d'un autre soleil que le nôtre.

La chasse aux exoplanètes a conquis beaucoup d'astronomes et 14 ans plus tard, on dénombre 342 exoplanètes...

Pour le "geek" qui sommeil en toi, la NASA ne te laisse pas tomber et elle tient à ta disposition un petit Widget indispensable pour suivre cette quête.

Est-ce que l'univers contient plusieurs Terre?

La plupart des 342 planètes découvertes sont gazeuses et/ou extrêmement volumineuses... elles ressemblent beaucoup à Jupiter mais parfois avec des caractéristiques encore plus extrêmes.

Bref, même si c'est intéressant d'un point de vue théorique, on est plus ou moins sûr qu'on ne trouvera pas de la vie sur ce type de planète.

Le problème, c'est que nous n'avons pas d'instrument pour rechercher une planète comme la nôtre... ou autrement dit, une exoplanète tellurique qui offre des caractéristiques similaires à la Terre. Comme analogie, on peut dire que nos chercheurs ont des loupes alors que ce qu'on recherche est de la taille d'un microbe.

Pour permettre à la communauté scientifique de poursuivre les recherches, la NASA a développé le satellite Kepler. Ce nom vous dit probablement quelque chose... et vous avez raison puisque c'est le patronyme d'un célèbre mathématicien et astronome du 16ème siècle.

Une illustration de Kepler

En gros, ce satellite d'une tonne pour un coût total de 467 millions de dollars sera équipé d'un photomètre extrêmement performant pour pouvoir détecter le passage d'un objet devant une étoile.

A ce stade, il est bon d'apporter une précision importante: pendant les 3.5 ans que durera la mission, on ne va pas observer les 1023 étoiles qui sont dans l'univers... ce n'est pas possible.

Ce satellite va focaliser ses observations sur un espace "réduit" de notre galaxie et observer 100'000 étoiles qui se trouvent à environ 3'000 années lumière de nous dans la constellation du Cygne. Ci-dessous, une représentation de la vision de Kepler:

Illustration de notre galaxie avec notre soleil

Pourquoi? Parce que cette constellation se situe à un endroit similaire à nous dans la galaxie.

Et alors? Et bien on estime que les plus grandes chances de trouver un monde comme le nôtre, c'est de regarder à un endroit qui n'est ni trop proche du centre de la galaxie et ni trop à l'extérieur. Ci-dessous, cette illustration permet de visualiser la couronne "verte" où on a le plus de chance de trouver une planète comme la nôtre en fonction de la taille du soleil et sa température:

La couronne verte est une zone propice pour la vie

Néanmoins, Kepler ne va pas observer l'ensemble de cette constellation. Il va concentrer ses recherches dans une zone "précise":

La zone quadrillée sera observée pendant 3.5 ans

A ce stade, certains vont me demander qu'est-ce qu'on va observer puisqu'à l'évidence, on ne verra pas des gars courir sur un terrain ou les restes d'un Botellón.

Pour trouver une exoplanète, le satellite tâchera d'observer un ou plusieurs "transits". Brièvement, il s'agit de remarquer le passage d'un corps céleste entre nous (le satellite) et une étoile. Comment?

C'est très simple, le photomètre va détecter les changements de grandeurs lumineuses de l'étoile:

Passage d'un astre devant une étoile

Comme on le voit, les instruments détectent l'objet qui passe devant l'étoile car ce dernier abaisse la luminosité en provenance de l'étoile. En d'autres mots, cet astre qui passe devant l'étoile produit une "ombre" que le satellite détecte grâce à des instruments de pointe.

Mais j'entends déjà le "geek" qui est en vous et qui veut savoir comment le satellite réalise cette observation! Patience, j'arrive.

De fait, cette observation est réalisée au travers du photomètre qui est équipé d'un détecteur de 95 mega pixels (42 CCD)... j'en vois déjà qui tremblent au fond mais prenez un cachet! Ce machin n'est pas en vente chez votre photographe préféré et c'est trop tard pour demander un test à la NASA.

Chaque module (21) contient 2 CCD

De toute façon, tous ces CCD ne prennent pas de photos... ils ne servent qu'à détecter et enregistrer les ombres qui passent au travers du miroir d'un diamètre de 1.4 mètre. A ce propos, le miroir a été spécialement conçu avec une structure en nid d'abeille histoire d'économiser 86% de la masse comparé à un miroir standard:

Le miroir en phase de test

Les données sont enregistrées en continu jusqu'à 60 jours et envoyées sur Terre tous les mois via une connexion de 4.33 Mbit/s. On ne rit pas, jamais la NASA n'a envoyé dans l'espace un satellite qui communique aussi rapidement.

Conclusions

A l'heure où j'écris ces lignes, j'imagine que toute l'équipe qui a oeuvré à cette mission pendant des années est anxieuse et je les comprends. Il y a quelques jours à peine, une autre mission scientifique de premier plan a été perdue à cause du lanceur...

Emballé... il ne reste plus qu'à l'envoyer!

Kepler bénéficie d'une puissance et précision qui est bien supérieure (10 à 20x) à la mission COROT. De plus, si Kepler a du succès dans sa chasse aux ombres, la mission pourra être étendue à 6 ans.

Personnellement, je pense que cette mission va en étonner plus d'un... à commencer par ceux qui pensent que notre système solaire est original ou même singulier dans cet univers. A la vue des découvertes qui ont été faites jusqu'ici avec des instruments sommaires et inadaptés, il est très vraisemblable que beaucoup de planètes telluriques seront détectées grâce à Kepler.

Bien sûr, une fois que ces astres auront été détectés, c'est depuis la Terre qu'on confirmera le type d'exoplanète auquel on a à faire et là, peut être, on aura une surprise extraordinaire.

Néanmoins, si d'aventure la mission ne révèle rien de sensationnel, il faudra garder à l'esprit que ce satellite n'a observé qu'une infime part de notre galaxie... et qu'il y a encore des milliards d'étoiles dans notre galaxie et qu'il y a encore des milliards de galaxies dans l'univers.

En fait, cette aventure, c'est un peu comme si on regardait de nuit la fenêtre d'un appartement éclairé et pendant quelques secondes, on attend que quelqu'un passe devant la fenêtre... une histoire de voyeur quoi.

T

26 commentaires
1)
erimacrib
, le 28.02.2009 à 01:31
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Franchement, je vous félicite, ces articles sont de premières qualités. J’attend la suite avec impatience.

2)
ChB
, le 28.02.2009 à 07:08
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Fantastiques revues. Merci

Les pieds sur terre, à l’oeil nu, la combinaison du croissant de Lune et de Venus était une image magnifique hier soir…il est vrai que les nuits sont claires dans le sud du Soudan.

3)
Zallag
, le 28.02.2009 à 09:32
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@ChB

J’ai pris hier soir une photo assez bonne, toutefois sans aucun outillage astronomique, juste avec le téléobjectif de mon Nikon D300, et comme toi je me suis émerveillé de voir Vénus au-dessus de la lune à partir de Lausanne — Suisse.

4)
ysengrain
, le 28.02.2009 à 09:51
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Merci de ce très beau papier, didactique. Bien.

Bref, même si c’est intéressant d’un point de vue théorique, on est plus ou moins sûr qu’on ne trouvera pas de la vie sur ce type de planète.

Si on ne cherche que la vie sous forme d’oxydation des substrats – respiration d’oxygène, on réduira les chances. Ce que je veux dire, c’est qu’on a découvert dans les profondeurs océaniques abyssales des bactéries qui ne se servent pas d’oxygène, mais de soufre !! Il faut remarquer dans cette “trouvaille” un élément étonnant: oxygène et soufre sont dans la même 16 ème colonne de la classification de Mendeleïev. Je laisse là vos pensées divaguer.

5)
Marc2004
, le 28.02.2009 à 09:58
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Très intéressant ces commentaires du samedi! Excellente initiative. Bravo et merci.

6)
Marc2004
, le 28.02.2009 à 09:59
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oui ysengrain. idem pour le carbone et le silicium…

8)
Iris
, le 28.02.2009 à 11:45
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Chouette article, merci.

Pour observer les transits et autres phénomènes, l’amateur peut se munir de ce petit gadget. Plusieurs classes l’ont utilisé lors du transit de Venus en 2004.

Et une petite galerie pour ceux qui apprécient le duo Lune-Venus visible ces nuits.

9)
levri
, le 28.02.2009 à 17:18
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Merci TTE, comme d’hab jolie synthèse agréable à lire.

Comme d’autres l’ont souligné, il ne faudrait pas rechercher uniquement la vie basée sur le carbone, mais aussi sur le souffre, le silicium et pourquoi pas d’autres éléments. Sur Terre nous avons des organismes proliférant à des températures et pressions extrêmes (à notre échelle) et même des formes de vie qui ne sont pas basées sur le carbone; à l’échelle de l’univers beaucoup de choses sont possibles.

Croire que l’humanité est la seule forme de vie “évoluée” me semble un peu présomptueux, et nos critères de définition de la dite “évolution” sont peut être par trop limités, une probabilité non négligeable existe pour que parmi des milliards de planètes il existe des formes de vie ayant suivi une évolution totalement différente de la notre et qui nous placeraient bien bas dans l’échelle de l’évolution …

Les éleveurs ne favorisent pas la reproduction des animaux qui souillent leur nid, en appliquant ce simple critère à la race humaine, la surpopulation serait une théorie fumeuse …

J’écoute We Took The Wrong Step Years Ago d’Hawkwind sur l’album In Search of Space

10)
CHD
, le 01.03.2009 à 14:51
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Juste une petite précision: il n’y pas besoin d’aller dans les fosses abyssales pour trouver des micro-organismes sulfato-réducteurs (qu’ils soient polysynthétiques ou non).

Mais bon c’est vrai que sur Terre (donc un cas bien particulier en terme de composition chimique, d’insolation, etc.) ce sont les cyanobactéries qui ont rendu l’atmosphère aérobie (i.e. avec de l’oxygène et accésoirement de l’ozone) et ainsi ouvert la voie à l’évolution de la vie vers les formes plus évoluées. Et ceci, même si on les accusent d’avoir aussi provoqué une glaciation dévastatrice à cause de leur effet indirect sur le méthane (qui réagit fortement avec l’oxygène en donnant du CO2 dont l’effet de serre est beaucoup moins puissant).

11)
t-buster
, le 01.03.2009 à 14:57
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il y a une petite faute. actuellement on en est à 342 exoplanètes au 1 mars 2009.

ce qu’il est aussi important de préciser, sur les découvertes des Mayor, c’est la profusion de planètes dans une bulle relativement petite autour de nous. ce qui démontre qu’il y a une profusion de planètes autours des étoiles. Ne reste plus qu’a augmenter la finesse et la résolution de nos observatoire, pour enfin 2voir” des planètes tellurique.

12)
ToTheEnd
, le 01.03.2009 à 18:19
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Merci… je corrige…

Il est évident que quand je parle de “vie”, c’est une erreur commune de penser à nous… tel qu’on connaît notre évolution et la vie sur Terre.

Mais au-delà de ça, ce qui serait réellement intéressant, c’est de trouver une planète qui ressemble à la nôtre car là, vue l’échelle du temps sur laquelle la vie s’est développée ici… on pourrait avoir de sacrée surprise.

T

14)
Tom25
, le 02.03.2009 à 09:10
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Merci pour cet intéressant article.

Personnellement, je pense que cette mission va en étonner plus d’un… à commencer par ceux qui pensent que notre système solaire est original ou même singulier dans cet univers. …

Néanmoins, si d’aventure la mission ne révèle rien de sensationnel, il faudra garder à l’esprit que ce satellite n’a observé qu’une infime part de notre galaxie… et qu’il y a encore des milliards d’étoiles dans notre galaxie et qu’il y a encore des milliards de galaxies dans l’univers.

Donc soit ce satellite prouvera que tu as raison, soit il ne prouvera pas que tu as tord ;-) .

15)
ToTheEnd
, le 02.03.2009 à 09:18
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Sadique: 3’000 années lumières… pour mieux appréhender la distance, il faut savoir que Voyager a parcouru environ 15 heures lumières en 32 ans!

Quoi que nous trouvions dans cette zone, on n’est pas prêt d’aller sur place…

Tom25: je pense tout de même que les chances de trouver quelque chose d’intéressant sont à >90%.

T

16)
Tom25
, le 02.03.2009 à 11:14
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Là dessus je suis d’accord avec toi TTE, mais ta formulation m’a fait sourire : “Cela prouvera peut-être que ceux qui pensent ça ont raison, et de toute façon ça ne prouvera jamais que ceux qui pensent le contraire ont raison.”

Euh, un truc m’étonne là ? Voyager a eu une vitesse de la moitié de la vitesse lumière en moyenne ?!

17)
ToTheEnd
, le 02.03.2009 à 11:21
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Oups… je me suis trompé… c’était “heure” et non “année”! Le satellite voyage à une vitesse moyenne de 17 km/s…

T

18)
E.T.22
, le 02.03.2009 à 18:30
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Très intéressant.

A peine hors-sujet : SETI, à part “Contact” connaissez-vous l’autre film qui parle d’un contact repéré par SETI ? J’ai le souvenir d’en avoir vu un autre mais je ne retrouve pas ? Merci aux cinéphiles :-))

E.T.

19)
zit
, le 03.03.2009 à 10:26
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Merci pour l’article. Comme de nombreux autres commentateurs, je pense que la vie a pu se développer ailleurs d’une manière très différente de la nôtre. D’ailleurs, si ça continue comme ça, il va falloir qu’elle se développe très différemment ici aussi…

z (optimiste, je répêêêêêêêête : mais si…)

21)
ToTheEnd
, le 27.07.2010 à 22:31
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Grosse excitation et énorme pression sur l’épaule de la NASA.

Kepler a déjà fourni des milliers de résultats mais il semblerait que la NASA ait gardé 400 planètes qui sont candidates pour la qualification de “earth like”… des planètes qui ressemblent à la nôtre donc. Officiellement, la NASA veut étudier de plus prêt ces planètes avant d’en parler officiellement en février 2011.

Petit avant goût…

T

22)
ToTheEnd
, le 20.02.2011 à 18:25
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Le chef de la mission Kepler, William Borucki, vient de donner une conférence intéressante et en résumé, il a révélé des chiffres intéressants.

Pour commencer, il a fait un premier bilan de la mission Kepler et cette dernière est déjà un succès avec une détection de 1’235 exoplanètes. En gros, une simple évaluation a été réalisée suite à l’observation de 1/400 de notre galaxie et rien que dans notre galaxie, il y aurait ainsi 50 milliards d’exoplanètes dont 500 millions se trouveraient dans une zone habitable.

Et on parle juste de notre galaxie…

23)
ToTheEnd
, le 12.01.2012 à 14:28
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Cette mission va bientôt fêter ses 3 ans d’existence depuis le lancement et il semblerait que Kepler continue de trouver des exoplanètes à un rythme effréné.

Jusqu’à aujourd’hui, le satellite a déjà détecté plus de 2’000 planètes candidates… en observant que 1/400 de notre galaxie. Ce chiffre donne le vertige quand on sait qu’il y a seulement 20 ans, la plupart des scientifiques affirmaient que la formation de planète dans un système solaire était extrêmement rare… pour ne pas dire unique avec le notre.

Du coup, des astronomes se sont penchés sur cette équation et ils commencent à sortir des chiffres intéressants:

En gros, notre galaxie contiendrait de 50 à 100 milliards de planètes et environ 500 millions d’entre elle devraient se trouver dans une zone habitable… ça en fait du potentiel. Et on ne parle que de notre galaxie.

Il faudrait être particulièrement têtu ou malade (comme Hawking) pour ne pas admettre que nous ne sommes probablement pas seul dans l’univers.

24)
ToTheEnd
, le 08.01.2013 à 10:57
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Pratiquement 4 ans après son lancement, la mission Kepler continue de donner des signes encourageants sur l’existence d’exoplanètes. En résumé, Kepler a déjà détecté plus de 2’700 exoplanètes autour de 2’000 étoiles. Ci-dessous, petite illustration montrant les différentes tailles d’exoplanètes dans les zones observées par le satellite:

Même si bon nombre de ces exoplanètes doivent encore être confirmées par des observations d’autres scientifiques, les experts estiment qu’environ 90% de ces exoplanètes seront confirmées.

Autrement dit, ce que la mission est en train de confirmer, c’est que la formation de planètes autour d’une étoile est relativement commune… et que jusqu’à 50% des étoiles abritent dans leur orbite des planètes. Mieux, environ 17% des étoiles dans ce coin de notre galaxie auraient une exoplanète offrant des caractéristiques similaire à notre planète, la Terre.

Cette observation est très excitante car de façon empirique, on peut estimer que vu le nombre d’étoiles dans l’univers, il y aurait environ 17 milliards de planètes présentant les mêmes caractéristiques que la Terre.

Alors que la mission a encore 4 ans devant elle pour révéler des milliers d’exoplanètes supplémentaires, il ne fait plus aucun doute que la formation de planètes est un phénomène courant… reste à savoir quelles sont celles qui ont pu développer la vie sous une forme ou une autre.

25)
ToTheEnd
, le 20.08.2013 à 08:10
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Toutes les bonnes choses ont une fin…

Depuis quelques mois, Kepler connaît des problèmes avec ses gyroscopes. En tout, il en faut 3 pour pouvoir positionner avec précision ce télescope spatial mais déjà l’année dernière, un gyroscope a lâché et il a été remplacé par un 4ème gyroscope de réserve. Toutefois, en mai dernier, un autre gyroscope est devenu défaillant et faute de pièce de secours, la NASA a tout tenté pour trouver une parade mais rien y a fait… depuis quelques jours, Kepler est considéré comme perdu et l’agence évalue d’autres missions. Vu la distance à laquelle se trouve Kepler, il ne sera pas possible de le réparer avec une intervention humaine.

Il est important de noter que l’entreprise qui a fourni les gyroscopes avaient déjà eu des problèmes avec ces éléments sur d’autres satellites. Toutefois, vu l’agenda serré avant lancement, seuls quelques éléments liés au gyroscopes avaient pu être changés à la dernière minute mais la NASA était consciente que ce qui “tuerait” cette mission, c’était ces éléments.

Bref, en 4 ans, plus de 3’200 exoplanètes ont été détectées et plus de 140 ont été confirmées. D’autres données doivent encore être analysées et ces chiffres vont certainement augmenter dans les années suivantes.

Ceci dit, l’objectif primordial de la mission est pleinement réussi car il a prouvé que les planètes orbitant une étoile est un phénomène commun… pour tout dire, l’équipe de la mission affirme qu’en moyenne, chaque étoile est composée d’au moins une planète. Vu le succès, d’autres missions sont déjà planifiées pour continuer à cataloguer l’almanach des exoplanètes.

Sur un point plus personnel, cette mission confirme une conviction que j’avais depuis longtemps: les planètes sont communes dans l’univers et il est vraisemblable que d’autres formes de vie intelligente aient pu se développer.

26)
ToTheEnd
, le 19.12.2013 à 17:15
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Un rapide mot sur la mission Gaia qui vient de décoller de la Guyane.

Pour un milliard d’Euro, cette affaire va réaliser une cartographie précise d’environ un milliard d’étoiles! Soit un euro l’étoile, le meilleur rapport qualité/prix depuis longtemps!

Blague à part, la mission va également permettre de reprendre une partie du travail qui était effectué par Kepler puisque grâce aux observations de Gaia, on pourra aussi détecter la plupart des exoplanètes des étoiles observées. Un potentiel délirant.

L’autre délire, c’est les données qui seront envoyées sur Terre tous les jours: 100GB! Bien entendu, il faudra les classer, les mouliner et, si tout va bien, sortir un catalogue qui fera référence autour de 2021!

Fantastique.