L’identification des «mondes habitables» est une priorité absolue pour les astronomes de la décennie à venir
C’est une assez grande liste de choses à faire.
Au cours de la prochaine décennie, les scientifiques visent à percer les secrets de l’univers et à identifier des planètes semblables à la Terre en dehors de notre système solaire pour trouver d’autres mondes habitables. En fin de compte, cette recherche pourrait révéler si nous sommes vraiment seuls.
Ce sont les principales priorités décrites dans l’enquête décennale très attendue Astro2020, publiée jeudi par les National Academies of Sciences, Engineering and Medicine.
En savoir plus sur ce qui s’est passé juste après la naissance de l’univers, la nature des trous noirs et des étoiles à neutrons, et comprendre comment les galaxies sont nées et évoluent sont également à l’ordre du jour de l’enquête.
Les 10 dernières années ont été remplies de découvertes scientifiques pionnières, notamment des ondes gravitationnelles, l’imagerie directe d’exoplanètes et d’un trou noir, et même la détection d’éléments lourds créés lors de la collision de deux étoiles à neutrons. Une grande partie de l’enquête décennale de 2010 a été réalisée, les scientifiques conviennent donc qu’il est temps d’examiner ce qui est possible en utilisant l’astronomie spatiale et au sol pour étudier l’univers.
« Beaucoup de questions au premier plan des thèmes de l’enquête n’auraient pas pu être formulées il y a une décennie à peine », ont écrit les auteurs dans le rapport.
Plus de 4 000 exoplanètes ont été découvertes dans notre galaxie, mais il est moins évident lequel de ces mondes est potentiellement habitable. La quête se poursuit pour trouver des mondes similaires à la Terre. Les auteurs renforcent l’idée de pouvoir imager et mieux caractériser ces planètes potentiellement habitables.
L’astronomie multi-messagers, ou la combinaison d’observations de télescopes spatiaux et terrestres dans de multiples longueurs d’onde de lumière, a été un facteur clé dans certaines des plus grandes découvertes de la dernière décennie. Afin de mieux comprendre les trous noirs et les étoiles à neutrons, y compris les événements explosifs qui les créent, le rapport suggère d’approfondir l’étude des ondes gravitationnelles. Ces ondulations dans l’espace-temps pourraient révéler ce qui s’est passé juste après le big bang qui a créé l’univers.
Notre univers est rempli de galaxies, mais comment se sont-elles formées et ont-elles évolué au fil du temps ? Les auteurs suggèrent que les réponses pourraient se trouver dans les réseaux cosmiques de gaz qui servent de fondement aux galaxies et conduisent finalement à la naissance d’étoiles remplissant chaque galaxie.
Répondre à ces grandes questions, c’est investir dans des missions clés.
Les auteurs du rapport recommandent que la NASA crée un moyen de développer de grandes missions stratégiques qui alimentent les objectifs de l’enquête. Ces missions seraient développées dans le cadre d’un nouveau programme de mission et de maturation technologique des grands observatoires.
La première mission après le développement de ce programme serait un grand télescope à contraste élevé capable d’observer en lumière infrarouge, optique et ultraviolette. Il serait comparable en taille au télescope spatial Hubble ou au télescope spatial James Webb et pourrait être lancé dans les années 2040 pour aider à la recherche de signatures de vie sur environ 25 exoplanètes potentiellement habitables. Le coût estimé de cette mission est de 11 milliards de dollars.
« Si nous découvrons la signature de la vie dans un autre système planétaire, cela changera notre place dans l’univers d’une manière jamais vue depuis l’époque de Copernic – plaçant la Terre parmi une communauté et un continuum de mondes », ont écrit les auteurs. « Les décennies à venir mettront l’humanité sur la voie de déterminer si nous sommes seuls. »
L’AVENIR DE LA DÉCOUVERTE
En raison de la pandémie, le rapport, intitulé Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the 2020s, a été retardé par rapport à sa publication l’année dernière. Des agences comme la NASA et la National Science Foundation s’appuient sur ces recommandations lorsqu’elles prennent des décisions concernant le financement de la recherche, des missions et des programmes pour les 10 prochaines années. C’est le résultat d’années de travail de la communauté astronomique et constitue une perspective pour les années 2023 à 2032.
« Ce rapport définit une vision ambitieuse, inspirante et ambitieuse pour la prochaine décennie d’astronomie et d’astrophysique », a déclaré Fiona Harrison, présidente de la division de physique, mathématiques et astronomie au California Institute of Technology, et coprésidente des National Academies. » comité de pilotage de l’enquête, dans un communiqué.
« En changeant la façon dont nous planifions les projets spatiaux stratégiques les plus ambitieux, nous pouvons développer un large portefeuille de missions pour poursuivre des objectifs visionnaires, tels que la recherche de la vie sur des planètes en orbite autour d’étoiles dans notre voisinage galactique – et en même temps exploiter la richesse de L’astrophysique du XXIe siècle à travers une flotte panchromatique. »
Mais le rapport n’est pas seulement une vision future de la science qui est devenue possible dans cet âge d’or de la découverte et de la technologie. Les auteurs se concentrent également sur la manière d’améliorer le financement du programme et les conditions pour les personnes qui travaillent dans ces domaines, mènent la recherche et rendent possibles de telles découvertes révolutionnaires.
« Nous sommes au seuil de nouvelles entreprises et de nouvelles capacités scientifiques qui pourraient transformer notre compréhension de la formation des galaxies et de la naissance de notre univers », a déclaré Robert Kennicutt, professeur à l’Université de l’Arizona, professeur de physique et d’astronomie à la Texas A&M University, et coprésident du comité directeur, dans un communiqué.
« Mais notre rapport indique qu’une attention sérieuse doit également être accordée aux investissements dans les fondements de cette recherche – y compris dans les personnes qui la mènent – et en veillant à ce que la communauté américaine soit bien équipée pour capitaliser sur la richesse des informations qui garderont à la pointe de l’effort mondial pour comprendre le cosmos. »
CE QUI DOIT CHANGER
Le rapport a souligné la nécessité de diversifier la main-d’œuvre scientifique et de s’assurer que des politiques sont en place à la NASA, à la NSF et au département américain de l’Énergie pour s’assurer que le harcèlement et la discrimination sont traités comme des formes d’« inconduite scientifique ».
Favoriser l’intérêt et l’accès à l’éducation STEM, fournir plus de financement et créer des tremplins pourraient permettre une plus grande diversité.
Bien que de plus en plus de femmes aient rejoint ces domaines, elles sont toujours nécessaires pour occuper des postes de direction. La diversité raciale et ethnique reste faible parmi les professeurs d’astronomie, avec des Noirs à seulement 1% et des Hispaniques à 3%.
Certains observatoires ont également été construits sur des terres où les communautés autochtones maintiennent un enjeu culturel. Les auteurs suggèrent de respecter, d’autonomiser et de faire bénéficier les communautés locales en établissant des partenariats et en créant des voies permettant aux Amérindiens de commencer une carrière scientifique.
Le rapport a également noté l’impact des voyages sur le changement climatique, affirmant que « la communauté de l’astronomie devrait augmenter l’utilisation de l’observation à distance, des conférences hybrides et des conférences à distance ».
Le comité d’enquête a convenu avec la NASA que l’agence devrait interrompre les opérations de SOFIA, ou l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge, en 2023. Le Boeing 747 modifié porte un télescope à réflexion de 2,7 mètres et vole dans la stratosphère. Bien que l’avion unique ait conduit à des découvertes scientifiques intéressantes, les auteurs ne pensaient pas que la mission valait le coût de sa poursuite.
L’inquiétude croissante suscitée par les lancements fréquents de mégaconstellations de satellites est également abordée dans le rapport.
« Scientifiquement, le plus grand impact est sur les recherches d’objets proches de la Terre », ont écrit les auteurs. « La National Science Foundation devrait travailler avec les agences de réglementation fédérales appropriées pour développer et mettre en œuvre un cadre réglementaire pour contrôler les impacts des constellations de satellites sur l’astronomie et sur l’expérience humaine du ciel nocturne. »