Les extraterrestres pourraient-ils détecter la Terre par la méthode de la vitesse radiale ?

Les humains connaissent déjà des milliers de planètes autour d’autres étoiles. Nous les appelons planètes extrasolaires, ou exoplanètes, et pour les trouver nous avons appliqué des techniques qui pourraient être à la portée de supposées civilisations extraterrestres. Une espèce extraterrestre aux ressources similaires aux nôtres pourrait-elle détecter ou avoir détecté la Terre ?

Supposons qu’ils connaissent la méthode de la vitesse radiale. Nous trouveraient-ils ?

Les “Jupiters chauds”

Découverte de la première planète extrasolaire autour d’une étoile normale en 1995 et perplexe la communauté astronomique.

La planète de l’étoile 51 Pegasi a inauguré la catégorie des «jupiter chaud» comme un monde géant et massif (deux fois le diamètre de Jupiter et la moitié de sa masse), mais situé à une distance de son étoile qui est d’environ un septième de celle entre Mercure et le Soleil. On s’attendrait à ce que dans l’univers il y ait de grosses planètes comme Jupiter, mais personne ne s’attendait à ce qu’elles soient si proches de leurs étoiles.

Dans ces caractéristiques réside la clé de sa détection.

Une exoplanète est plus facile à trouver plus elle est grande (en diamètre ou en masse) et plus elle est proche de son étoile. La planète de l’étoile 51 Pegasi est connue aujourd’hui sous le nom de Moitiétandis que son étoile s’appelle Les Suisses.

Contrairement à ce premier Jupiter chaud, la Terre est un petit monde en orbite beaucoup plus éloigné du Soleil. Pour une civilisation dotée d’une technologie similaire à la nôtre, la détection serait-elle faisable ?

Lumière aveuglante

La détection directe de la Terre, par lumière réfléchie, est exclue. Les orbites de toutes les planètes qui peuvent être autour des étoiles semblent minuscules lorsqu’elles sont vues de loin. Cela détruit la possibilité de distinguer la Terre avec des moyens similaires aux nôtres si vous voulez le faire grâce au rayonnement qu’elle réfléchit, car elle se perd dans l’éclat du Soleil Un système à deux planètes capté par image directe : TYC 8998- 760-1 . L’étoile apparaît au centre affectée par des artefacts causés par le système utilisé pour atténuer sa luminosité apparente, tandis que les deux planètes apparaissent en bas à gauche, alignées. Les autres points sont des étoiles d’arrière-plan. L’exploit est possible dans ce cas car l’étoile est proche du Soleil, et ses planètes sont immenses et éloignées de lui. ESO/Bohn et al.

Foins très peu de cas d’exoplanètes captées directement par lumière réfléchie, dans des situations très favorables et utilisant des techniques complexes. Mais il n’y a pas la moindre possibilité de trouver la Terre avec ces ressources à travers l’espace interstellaire.

Les extraterrestres sont aveuglés par la lumière du soleil, ils doivent donc recourir à des méthodes indirectes.

Considérez celle de la vitesse radiale, celle qui a conduit à la découverte de Dimidius en 1995.

« Bamboléo, bamboléa… »

Oubliez tout ce que vous avez appris à l’école, car il est faux que la Terre tourne autour du Soleil. Nous n’allons pas vous dire que la Terre est plate (nous laisserons peut-être cette surprise pour un autre article), mais nous devons préciser qu’il est ce n’est pas vrai que le Soleil soit au centre de l’orbite terrestre, pas même dans l’un de ses foyers si on le considère comme une ellipse.

enseigne la physique classique que le Soleil et la Terre se déplacent tout au long d’une année, et les deux le font autour du centre de masse commun du système qu’ils composent.

Bien sûr, le contraste de masses entre la Terre et le Soleil est tellement énorme que ce “centre de gravité” tombe très près de l’étoile, à tel point que… il se situe à l’intérieur de la sphère Solaire ! Mais l’important est qu’il ne coïncide pas avec le centre de l’astre lumineux. Par conséquent, le Soleil, en ayant la Terre à côté de lui, subit une certaine oscillation. Cela arrive à n’importe quelle étoile avec des planètes et les premières planètes extrasolaires, dont Dimidius, ont été découverts grâce à cet effet. Le défi est que cette oscillation réflexe des étoiles se produit à des vitesses minuscules.

La planète et l’étoile se déplacent toutes deux autour du centre de masse commun. Par conséquent, l’étoile exécute un mouvement de va-et-vient dans chaque orbite planétaire.

L’étoile Helvetios oscille à plus de 200 kilomètres à l’heure tous les quatre jours, en réponse à l’attraction de Dimidius. Ce n’est pas une vitesse astronomique, mais c’est plus que considérable à l’échelle humaine. A tel point que appliqué à une voiture vaudrait une amende plus que méritée pour excès de vitesse. La vitesse réflexe d’une étoile est réduite pour les planètes lointaines et pour les planètes légères.

Considérez les exemples du système solaire :

Mercure, malgré sa proximité avec le Soleil, est si léger qu’il fait osciller l’étoile à un millimètre dérisoire par seconde. A l’extrême opposé, le record est détenu par Jupiter, qui induit un mouvement solaire réflexe de plus de 12 mètres par seconde, soit près de 60 kilomètres par heure, la vitesse d’un cyclomoteur sur la route.

Le mouvement réflexe du Soleil dû à la Terre n’est que d’un tiers de kilomètre par heure : il n’atteint pas dix centimètres par seconde.

Mesurer la vitesse grâce au changement de couleur

Pour détecter le mouvement réflexe des étoiles dotées de planètes, le effet Doppler. La lumière des étoiles est décomposée en ses constituants et comparée à une source lumineuse au repos, ce qui permet de détecter de très légers changements de couleur du rayonnement provoqués par la vitesse de l’étoile dans son oscillation périodique. Cette procédure nécessite des mesures très précises, répétées et réparties sur un intervalle de temps qui couvre plusieurs fois la période orbitale de la planète.

L’astronomie a atteint la limite physique imposée par l’agitation de la photosphère stellaire elle-même, qui place la meilleure précision autour du mètre par seconde, soit un peu moins de 4 kilomètres par heure.

En ce qui concerne le temps nécessaire pour détecter le signal dû à la planète, pour Dimidius, il pourrait suffire de prendre des données sur une semaine, mais pour détecter la Terre, il faudrait au minimum deux ans d’observation, alors que pour Jupiter, il faudrait presque une année quart de siècle.

Aux confins de l’impossible

Des techniques extrêmement astucieuses et ultrasophistiquées sont développées qui visent à améliorer la précision de la méthode Doppler au seuil de quelques centimètres par seconde. On espère que cela pourra être réalisé avec des télescopes extrêmement grands dans les prochaines décennies.

Par conséquent, trouver des planètes semblables à la Terre autour d’étoiles semblables au Soleil pourrait être à la limite du possible d’ici le milieu du 21e siècle. Nous pourrions attendre la même chose d’une civilisation extraterrestre semblable à la nôtre.

Détecter la Terre par la méthode de la vitesse radiale serait une prouesse technique très difficile pour les extraterrestres qui étaient à égalité avec les humains en matière de développement technologique, quelque chose au bord de l’impossible.

La méthode Doppler a permis de détecter des planètes semblables par certains aspects à la Terre, mais toujours autour d’étoiles beaucoup plus légères que le Soleil, car une même planète est capable de provoquer une oscillation réflexe plus intense si, toutes choses égales par ailleurs, elle est placé à côté d’une étoile moins massive.

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La méthode Doppler semble peu prometteuse, trop limite pour que les extraterrestres la découvrent. Que dire des autres approches ? Si nous considérons la possibilité de découvrir la Terre depuis un autre système planétaire avec la méthode des transits, nous trouveraient-ils ?

Cet article a été initialement publié le La conversation. lis le original.