Au cours des dernières décennies, des milliers d'exoplanètes ont été découvertes dans les systèmes stellaires voisins. En fait, au 1er octobre 2017, quelque 3 671 exoplanètes ont été confirmés dans 2 751 systèmes, 616 systèmes ayant plus d'une planète. Malheureusement, la grande majorité d'entre eux ont été détectés à l'aide de moyens indirects, allant de la microlentille gravitationnelle à la photométrie de transit et à la méthode de la vitesse radiale.
De plus, nous n’avons pas pu étudier de près ces planètes car les instruments nécessaires n’existent pas encore. Le projet Blue, un consortium de scientifiques, d'universités et d'institutions, cherche à changer cela. Récemment, ils ont lancé une campagne de financement participatif via Indiegogo pour financer le développement d'un télescope spatial qui commencera à rechercher des exoplanètes dans le système Alpha Centauri d'ici 2021.
En plus de ses partenaires commerciaux et universitaires, Project Blue est un effort de collaboration entre le BoldlyGo Institute, Mission Centaur, le SETI Institute et l'Université du Massachusetts Lowell. Il est dirigé par un comité consultatif des sciences et de la technologie (STAC) composé d'experts en sciences et technologies qui se consacrent à l'exploration spatiale et à la recherche de la vie dans notre univers.
Pour atteindre son objectif d'étudier directement les exoplanètes, le projet Blue cherche à tirer parti des récents changements dans l'exploration spatiale, qui comprennent des instruments et une méthodologie améliorés, la vitesse à laquelle les exoplanètes ont été découvertes ces dernières années et une collaboration accrue entre le secteur privé et public. Comme Bill Diamond, président et chef de la direction de l'Institut SETI, l'a expliqué dans un récent communiqué de presse de SETI:
"Le projet Blue s'appuie sur des recherches récentes pour tenter de montrer que la Terre n'est pas seule dans le cosmos en tant que planète capable de soutenir la vie, et ne serait-il pas étonnant de voir une telle planète dans notre système d'étoiles voisin le plus proche? C'est la raison fondamentale pour laquelle nous recherchons. »
Comme indiqué, pratiquement toutes les découvertes d'exoplanètes qui ont été faites au cours des dernières décennies ont été effectuées à l'aide de méthodes indirectes - dont la plus populaire est la photométrie de transit. Cette méthode est ce que le Kepler et K2 les missions ont compté pour détecter un total de 5 017 candidats exoplanètes et confirmer l’existence de 2 470 exoplanètes (dont 30 ont été trouvées en orbite dans la zone habitable de leur étoile).
Cette méthode consiste en des astronomes surveillant les étoiles éloignées pour les baisses périodiques de luminosité, qui sont causées par une planète transitant devant l'étoile. En mesurant ces creux, les scientifiques sont en mesure de déterminer la taille des planètes dans ce système. Une autre technique populaire est la méthode de la vitesse radiale (ou Doppler), qui mesure les changements de position d’une étoile par rapport à l’observateur pour déterminer la masse de son système de planètes.
Ces méthodes et d'autres (seules ou combinées) ont permis aux nombreuses découvertes qui ont été faites. Mais jusqu'à présent, aucune exoplanète n'a été directement imagée, ce qui est dû à l'effet d'annulation des étoiles sur les instruments optiques. Fondamentalement, les astronomes ont été incapables de repérer la lumière réfléchie par l'atmosphère d'une exoplanète, car la lumière provenant de l'étoile est jusqu'à dix milliards de fois plus lumineuse.
Le défi est donc devenu de savoir comment procéder pour bloquer cette lumière afin que les planètes elles-mêmes deviennent visibles. Une solution proposée à ce problème est le concept Starshade de la NASA, une structure spatiale géante qui serait déployée en orbite à côté d'un télescope spatial (très probablement, le James Webb Space Telescope). Une fois en orbite, cette structure déploierait ses feuilles en forme de fleur pour bloquer l'éblouissement des étoiles distantes, permettant ainsi au JWST et à d'autres instruments d'imager directement les exoplanètes.
Mais comme Alpha Centauri est un système binaire (ou trinaire, si vous comptez Proxima Centauri), il est encore plus compliqué d'imaginer directement les planètes qui les entourent. Pour résoudre ce problème, Project Blue a développé des plans pour un télescope qui sera capable de supprimer la lumière des Alpha Centauri A et B, tout en prenant simultanément des images de toutes les planètes qui les orbitent. C'est un système spécialisé de suppression de la lumière des étoiles composé de trois composants.
Il y a d'abord le coronographe, un instrument qui s'appuiera sur plusieurs techniques pour bloquer la lumière des étoiles. Deuxièmement, il y a le miroir déformable, les capteurs de front d'onde de faible ordre et les algorithmes de contrôle logiciel qui manipuleront la lumière entrante. Enfin, il existe la méthode de post-traitement appelée Orbital Differntial Imaging (ODI), qui permettra au scientifique du Project Blue d'améliorer le contraste des images prises.
Compte tenu de sa proximité avec la Terre, le système Alpha Centauri est le choix naturel pour mener un tel projet. En 2012, un candidat à l'exoplanète - Alpha Centauri Bb - a été annoncé. Cependant, en 2015, une analyse plus approfondie a indiqué que le signal détecté était un artefact dans les données. En mars 2015, une deuxième exoplanète possible (Alpha Centauri Bc) a été annoncée, mais son existence est également remise en question.
Avec un instrument capable d'imager directement ce système, l'existence d'éventuelles exoplanètes pourrait enfin être confirmée (ou exclue). Comme Franck Marchis - l'astronome planétaire principal à l'Institut SETI et responsable de l'opération Blue Science - a déclaré à propos du projet:
«Le projet Blue est une mission spatiale ambitieuse, conçue pour répondre à une question fondamentale, mais étonnamment, la technologie pour collecter une image d'un« point bleu pâle »autour des étoiles Alpha Centauri est là. La technologie que nous allons utiliser pour détecter une planète 1 à 10 milliards de fois plus faible que son étoile a été largement testée en laboratoire et nous sommes maintenant prêts à concevoir un télescope spatial avec cet instrument. »
Si Project Blue atteint ses objectifs de financement participatif, l'organisation a l'intention de déployer le télescope en orbite proche de la Terre (NEO) d'ici 2021. Le télescope passera ensuite les deux prochaines années à observer le système Alpha Centauri avec sa caméra corongraphique. Au total, entre le développement de l'instrument et la fin de sa campagne d'observation, la mission durera six ans, un parcours relativement court pour une mission astronomique.
Cependant, le gain potentiel pour cette mission serait incroyablement profond. En imaginant directement une autre planète dans le système stellaire le plus proche du nôtre, Project Blue pourrait recueillir des données vitales qui indiqueraient s'il y a des planètes habitables. Pendant des années, les astronomes ont tenté d'en savoir plus sur l'habitabilité potentielle des exoplanètes en examinant les données spectrales produites par la lumière traversant leurs atmosphères.
Cependant, ce processus a été limité aux géantes gazeuses massives qui orbitent près de leurs étoiles parentes (c'est-à-dire "Super-Jupiters"). Alors que divers modèles ont été proposés pour imposer des contraintes sur l’atmosphère des planètes rocheuses qui orbitent dans la zone habitable d’une étoile, aucune n’a été étudiée directement. Par conséquent, s'il s'avérait fructueux, le projet Blue permettrait certaines des plus grandes découvertes scientifiques de l'histoire.
De plus, il fournirait des informations qui pourraient contribuer à informer une future mission sur Alpha Centauri, comme Breakthrough Starshot. Cette mission proposée nécessite l'utilisation d'un grand réseau laser pour propulser une nanocraft propulsée par la voile jusqu'à des vitesses relativistes (20% la vitesse de la lumière). À ce rythme, l'engin atteindrait Alpha Centauri dans un délai de 20 ans et pourrait retransmettre des données à l'aide d'une série de minuscules caméras, capteurs et antennes.
Comme son nom l'indique, Project Blue espère capturer les premières images d'un «point bleu pâle» en orbite autour d'une autre étoile. Il s'agit d'une référence à la photographie de la Terre prise par le Voyager 1 sonde le 19 février 1990, après que la sonde eut terminé sa mission principale et se préparait à quitter le système solaire. Les photos ont été prises à la demande du célèbre astronome et communicateur scientifique Carl Sagan.
En regardant les photographies, Sagan a dit: «Regardez encore ce point. C’est ici. C'est la maison. C'est nous. Tous ceux que vous aimez, tous ceux que vous connaissez, tous ceux dont vous avez déjà entendu parler, tous les êtres humains qui ont vécu, ont vécu leur vie. » Par la suite, le nom «Pale Blue Dot» est devenu synonyme de la Terre et capturer le sentiment de crainte et d'émerveillement que le Voyage 1 photographies évoquées.
Plus récemment, d'autres photographies «Pale Blue Dot» ont été prises par des missions comme Orbiteur de Cassini. En photographiant Saturne et son système d'anneaux à l'été 2013, Cassini réussi à capturer des images montrant la Terre en arrière-plan. Compte tenu de la distance, la Terre est à nouveau apparue comme un petit point lumineux contre l'obscurité de l'espace.
Au-delà du recours au financement participatif et à la participation de plusieurs organisations à but non lucratif, cette mission à faible coût cherche également à capitaliser sur une tendance croissante dans l'exploration spatiale, qui est une participation ouverte et des collaborations entre les institutions scientifiques et les citoyens scientifiques. C'est l'un des principaux objectifs du projet Blue, qui est d'engager le public et de le sensibiliser à l'importance de l'exploration spatiale.
Comme l'explique Jon Morse, PDG du BoldlyGo Institute:
«L'avenir de l'exploration spatiale recèle un potentiel illimité pour répondre à des questions profondes sur notre existence et notre destin. La science spatiale est la pierre angulaire de l'enquête sur ces questions. Le projet Blue cherche à engager une communauté mondiale dans une mission de recherche de planètes habitables et de vie au-delà de la Terre. »
Au moment de la rédaction de cet article, Project Blue a réussi à amasser 125 561 $ US de son objectif de 175 000 $. Pour ceux qui souhaitent soutenir ce projet, la campagne Indiegogo de Project Blue restera ouverte pendant 11 jours. Et n'oubliez pas de consulter également leur vidéo promotionnelle:
