Des astronomes recherchent des impulsions lumineuses extraterrestres

L’Univers abrite-t-il d’autres formes de vie intelligentes que la nôtre ? C’est la question que se posent les chercheurs qui se consacrent à la recherche d’intelligence extraterrestre (SETI). Pour tenter de découvrir des traces d’activité technologique dans l’espace, ils utilisent des télescopes puissants et des méthodes d’analyse avancées. Ils cherchent notamment des “technosignatures”, c’est-à-dire des signaux qui pourraient indiquer la présence de technologies extraterrestres.

Parmi ces technosignatures, il y a les impulsions lumineuses de quelques nanosecondes, qui pourraient être émises par des lasers extraterrestres. Ces impulsions pourraient être détectées sur des distances interstellaires et révéler l’existence de civilisations avancées. C’est ce que cherchent à faire le projet Breakthrough Listen et le réseau de télescopes à rayons gamma VERITAS, qui ont récemment présenté les résultats de leur première année de recherche.

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Le projet Breakthrough Listen

Le projet Breakthrough Listen est le plus grand programme de SETI jamais lancé. Il dispose d’un budget de 100 millions de dollars sur dix ans et utilise les radiotélescopes les plus performants du monde, comme le Green Bank Telescope en Virginie-Occidentale, le Parkes Telescope en Australie et le MeerKAT Telescope en Afrique du Sud. Il s’appuie également sur des analyses avancées pour traiter les données collectées et identifier les signaux potentiels.

Le projet se concentre sur le million d’étoiles les plus proches de la Terre, le centre de notre galaxie, le plan galactique entier et les 100 galaxies les plus proches de la Voie lactée. Il cherche à détecter des technosignatures radio, c’est-à-dire des transmissions radio qui pourraient être émises par des civilisations extraterrestres, soit intentionnellement, soit comme fuites involontaires.

Le projet Breakthrough Listen est financé par le milliardaire Yuri Milner et son organisation Breakthrough Initiatives, qui soutiennent également d’autres projets scientifiques ambitieux, comme Breakthrough Starshot, qui vise à envoyer des sondes miniatures vers l’étoile la plus proche du Soleil.

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Le réseau VERITAS

VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) est un réseau de télescopes à rayons gamma situé à l’observatoire Fred Lawrence Whipple (FLWO) au sommet du mont Hopkins, dans le sud de l’Arizona. VERITAS est une collaboration internationale qui regroupe des chercheurs du FLWO, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), de l’Institut canadien de recherche en physique des astroparticules Arthur B. McDonald, du centre de recherche Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), du Goddard Space Flight Center de la NASA, ainsi que de plusieurs universités et instituts de recherche.

VERITAS se compose de quatre télescopes Cherenkov à miroir segmenté de 12 mètres pour l’astronomie des rayons gamma. Ces télescopes ont la plus grande sensibilité de tous les télescopes dans la bande des très hautes énergies (VHE), avec une sensibilité maximale de 100 giga-électronvolts (Gev) à 10 téra-électronvolts (TeV). Ils complètent efficacement le Fermi Gamma-ray Space Telescope (FRGST) de la NASA – et la collaboration Large Area Telescope (LAT), dont Fermi est partenaire – grâce à leur plus grande surface de collecte et à leur plus grande sensibilité aux rayons gamma.

VERITAS est spécialisé dans l’étude des sources cosmiques de rayons gamma, comme les trous noirs supermassifs, les pulsars ou les restes de supernovae. Mais il peut aussi servir à la recherche de technosignatures optiques, comme les impulsions lumineuses de quelques nanosecondes provenant de lasers extraterrestres.

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La recherche de technosignatures optiques

En 2018, le projet Breakthrough Listen s’est associé à VERITAS pour étendre sa recherche de technosignatures optiques. L’équipe de collaboration a présenté les résultats de la première année de sa recherche (de 2019 à 2020) dans un article récemment accepté par The Astronomical Journal. L’article, intitulé “A VERITAS/Breakthrough Listen Search for Optical Technosignatures”, décrit leurs résultats.

L’équipe de collaboration a cherché dans le catalogue de cibles Breakthrough Listen des signes d’impulsions optiques de haute énergie. Selon Gregory Foote, doctorant au département de physique et d’astronomie à l’université du Delaware (UD) et coauteur de l’article VERITAS, “nous avons commencé par le catalogue de cibles Breakthrough Listen publié en 2017, puis nous avons supprimé tout ce qui n’était pas adapté au fonctionnement de VERITAS. Il nous restait donc environ 506 cibles possibles, qui ont ensuite été classées en fonction de leur proximité, de leur faible luminosité et d’autres caractéristiques intéressantes – par exemple, la présence d’exoplanètes. Cette liste classée nous a donné un bon outil pour sélectionner les cibles à observer, car nous avons simplement choisi celles qui étaient les mieux classées et qui pouvaient être observées au cours d’un mois donné. Nous avons observé pendant 30 heures au total, chaque observation durant environ 15 minutes. Nous avons fini par observer 136 cibles, car certaines observations comprenaient plusieurs objets.”

En outre, l’équipe de collaboration a examiné les données d’archives de VERITAS remontant à 2012. Elle a ensuite calculé quelles cibles du catalogue Breakthrough Listen avaient été observées par VERITAS au cours de la même période. Le temps de calcul étant limité, l’équipe a décidé de répartir l’analyse des archives sur un grand nombre de cibles différentes, en n’analysant que la première heure de données de qualité. “Cela nous a laissé 249 observations de 119 champs qui ne se chevauchent pas et qui contiennent 140 cibles capturées de manière fortuite”, a déclaré M. Foote.

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Malheureusement, l’analyse n’a pas permis de mettre en évidence des impulsions optiques nanosecondes pour ces cibles dans les observations analysées. L’étude n’a donc pas permis de détecter des signaux extraterrestres dans les impulsions lumineuses.

Les perspectives pour l’avenir

Bien que l’analyse n’ait pas permis de mettre en évidence des impulsions optiques nanosecondes, l’étude a fourni une preuve de concept importante qui servira de base à de futures recherches. Elle a également permis de limiter le nombre d’étoiles susceptibles d’abriter des civilisations émettrices, ce qui contribuera à restreindre les recherches et à augmenter la probabilité de futures détections.

En outre, cette étude pourrait avoir des conséquences importantes pour les observatoires de rayons gamma existants et en projet. Il s’agit notamment de l’observatoire PANOSETI (Panoramic All-sky All-time Near InfraRed and Optical Technosignature Finder), qui mènera des observations coordonnées avec l’observatoire VERITAS. Comme l’a déclaré M. Foote : “Je pense que l’impact le plus important sur le domaine en général est que cette technosignature peut être recherchée en s’appuyant sur les observatoires de rayons gamma existants, y compris VERITAS, et sur ceux qui n’ont pas encore été construits. Il en va de même dans l’autre sens, puisque les observatoires construits spécialement pour cette technosignature, comme PANOSETI, peuvent bénéficier de l’apport de la science des rayons gamma. Il s’agit d’une intersection unique entre des domaines qui n’ont pas été beaucoup explorés jusqu’à présent.”

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La recherche d’intelligence extraterrestre est un domaine passionnant qui repousse les limites du savoir et ouvre des possibilités infinies. Grâce à des projets comme Breakthrough Listen et VERITAS, ainsi qu’à des observatoires comme PANOSETI, nous pourrions un jour découvrir que nous ne sommes pas seuls dans l’Univers.