Les scientifiques discutent des raisons pour lesquelles nous pourrions ne pas repérer les technosignatures des panneaux solaires

2 août 2024

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par William Steigerwald, NASA's Goddard Space Flight Center

Une des priorités clés de la NASA est de comprendre le potentiel de vie ailleurs dans l'univers. La NASA n'a trouvé aucune preuve crédible de vie extraterrestre, mais la NASA explore le système solaire et au-delà pour nous aider à répondre à des questions fondamentales, y compris savoir si nous sommes seuls dans l'univers.

Pour ceux qui étudient le potentiel de vie au-delà de la Terre, l'une des questions a longtemps été de déterminer la probabilité de vie microbienne par rapport à la vie complexe par rapport à une civilisation si avancée que nous pouvons repérer des signes de celle-ci, appelés technosignatures, depuis notre planète. Étudier les réponses à des questions comme celles-ci peut aider à orienter les suggestions sur de nouveaux télescopes ou missions pour mettre l'accent sur les endroits et les moyens les plus probables de chercher la vie.

Maintenant, un article récent publié le 24 mai dans l'Astrophysical Journal postule que si des civilisations extraterrestres avancées existent, une raison pour laquelle elles pourraient être difficiles à détecter avec des télescopes de notre point de vue est que leurs besoins en énergie pourraient être relativement modestes. Si leur culture, leur technologie et leur taille de population n'ont pas besoin de vastes quantités d'énergie, ils ne seraient pas obligés de construire d'énormes structures de collecte d'énergie stellaire qui pourraient être détectées par des télescopes actuels ou proposés. De telles structures, basées sur notre propre expérience terrestre, pourraient être des panneaux solaires couvrant une partie significative de la surface de leur planète ou des mégasstructures en orbite pour exploiter la majeure partie de l'énergie de leur étoile parente, toutes deux des choses que nous pourrions peut-être repérer depuis notre propre système solaire.

"Nous avons constaté que même si notre population actuelle d'environ 8 milliards se stabilise à 30 milliards avec un niveau de vie élevé, et que nous n'utilisons que l'énergie solaire, nous utilisons encore beaucoup moins d'énergie que celle fournie par toute la lumière solaire illuminant notre planète", explique Ravi Kopparapu du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, auteur principal de l'article.

L'étude a des implications pour le paradoxe de Fermi, énoncé par le physicien Enrico Fermi, qui pose la question suivante : puisque notre galaxie est ancienne et vaste, et que les voyages interstellaires sont difficiles mais possibles, pourquoi une civilisation extraterrestre n'a-t-elle pas encore envahi la galaxie jusqu'à présent ?

"L'implication est que les civilisations peuvent ne pas se sentir obligées de s'étendre dans toute la galaxie parce qu'elles peuvent atteindre des niveaux de population et de consommation d'énergie durables même si elles choisissent un niveau de vie très élevé", explique Kopparapu. "Elles peuvent s'étendre dans leur propre système stellaire, voire dans les systèmes stellaires voisins, mais une civilisation s'étendant à toute la galaxie pourrait ne pas exister".

En outre, notre propre expertise technologique pourrait ne pas encore être capable de prédire ce que des civilisations plus avancées pourraient faire.

"Les structures de collecte d'énergie stellaire à grande échelle pourraient notamment devenir obsolètes lorsqu'on considère les avancées technologiques", ajoute Vincent Kofman, co-auteur de l'article au Goddard et à l'Université américaine de Washington, D.C. "C'est certain qu'une société qui peut placer d'énormes structures dans l'espace pourrait accéder à la fusion nucléaire ou à d'autres méthodes d'efficacité spatiale de production d'énergie".

Les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques et des données satellitaires de la NASA pour simuler une planète semblable à la Terre avec différents niveaux de couverture en panneaux solaires en silicium. L'équipe a ensuite modélisé un télescope avancé comme le projeté NASA Habitable Worlds Observatory pour voir s'il pourrait détecter des panneaux solaires sur une planète située à environ 30 années-lumière, ce qui est relativement proche dans une galaxie qui s'étend sur plus de 100 000 années-lumière. Ils ont constaté qu'il faudrait plusieurs centaines d'heures d'observation avec ce type de télescope pour détecter des signatures de panneaux solaires couvrant environ 23 % de la superficie terrestre d'une exoplanète semblable à la Terre. Cependant, le besoin pour 30 milliards d'humains avec un niveau de vie élevé n'était que d'environ 8,9 % de couverture en panneaux solaires.

Les civilisations extraterrestres dotées d'une technologie avancée pourraient être découvertes par leurs technosignatures - manifestations observationnelles de la technologie extraterrestre pouvant être détectées ou déduites par des recherches astronomiques. Depuis des décennies, les scientifiques utilisent des radiotélescopes pour rechercher d'éventuelles transmissions radio extraterrestres. Plus récemment, les astronomes ont proposé d'utiliser un télescope comme le Habitable Worlds Observatory pour rechercher d'autres types de technosignatures, telles que des "empreintes digitales" chimiques dans les atmosphères des exoplanètes ou des caractéristiques spécifiques dans la lumière réfléchie par une exoplanète qui pourraient annoncer la présence de vastes réseaux de panneaux solaires en silicium.

La nouvelle étude suppose que les extraterrestres construiraient des panneaux solaires en silicium car il est relativement abondant par rapport à d'autres éléments utilisés dans l'énergie solaire, comme le germanium, le gallium ou l'arsenic. De plus, le silicium est bon pour convertir la lumière émise par des étoiles semblables au soleil en électricité et il est rentable d'extraire et de fabriquer en cellules solaires.

Les chercheurs supposent également qu'une civilisation extraterrestre hypothétique ne compterait exclusivement que sur l'énergie solaire. Cependant, si d'autres sources d'énergie sont utilisées, telles que la fusion nucléaire, cela réduirait la technosignature en silicium, rendant la civilisation encore plus difficile à détecter. L'étude suppose en outre que la population de la civilisation se stabilise à un moment donné. Si cela ne se produit pas pour une raison quelconque, peut-être seront-ils poussés à s'étendre toujours plus loin dans l'espace profond. Enfin, il est impossible de savoir si une civilisation avancée pourrait utiliser quelque chose que nous n'avons pas encore imaginé et qui nécessite des quantités énormes d'énergie.

Plus d'informations : Ravi Kopparapu et al, Detectability of Solar Panels as a Technosignature, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad43d7

Informations sur la revue : Journal Astrophysical

Fourni par Le Centre de vol spatial de Goddard de la NASA