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Trappist-1 - Interview avec Michaël Gillon
Le 22 février dernier, la revue Nature faisait part de la découverte de quatre exoplanètes gravitant autour de l’étoile Trappist-1a. Si la nouvelle a fait sensation, c’est que celles-ci seraient susceptibles de contenir la vie. L’auditoire a eu la chance de s’entretenir avec Michaël Gillon, l’astrophysicien ayant chapeauté cette exploration.

© ESO/G. Lambert

Avant toute chose, pourriez-vous brièvement nous rappeler ce qu’est une exoplanète?

C’est une planète qui est en orbite autour d’une autre étoile que le Soleil. Pour faire simple, c’est une planète qui est en dehors de notre système solaire.

Et comment cherche-t-on des exoplanètes?

On va chercher à l’aide d’une méthode qui s’appelle la méthode des transits. Cela consiste à détecter des planètes qui passent devant leur étoile. On ne va pas du tout voir la planète, mais uniquement une chute de la brillance de l’étoile. Pendant ce passage, il y a une partie de l’astre lumineux qui est cachée par la planète pendant une demi-heure, une heure, deux heures, - ça dépend du type de planète. Et c’est un phénomène qui va être périodique. Ainsi chaque révolution autour de l’étoile va nous renseigner sur la période orbitale de la planète, et la chute de luminosité nous renseignera sur sa taille. C’est donc une méthode indirecte, on voit seulement son ombre. Et nous nous focalisons sur un type d’étoile très précis: les naines ultrafroides, qui sont très proches de nous et toutes petites. Dans notre catalogue de cible, il y en a à peu près un millier qui nous intéressent, et elles sont réparties un peu partout dans le ciel. L’objectif est de toutes les observer avec nos télescopes, pour repérer s’il y a des planètes qui passent devant ou non. C’est un phénomène totalement aléatoire: il faut que l’orbite soit bien inclinée par rapport à la Terre pour qu’on puisse voir l’éclipse, et il faut que cela se fasse à chaque période. Il y a donc un facteur chance assez important. C’est pourquoi nous voulons en observer beaucoup, d’autant plus que toutes les étoiles n’ont pas forcément de planètes qui gravitent autour.

N’y a-t-il pas un peu de frustration à étudier quelque chose qu’on ne voit pas vraiment, loin des belles images de synthèse qu’il y a dans les médias?

Si tout à fait, mais il faut bien faire avec les moyens que l’on a. Actuellement, on n’est pas capable de faire d’images d’une exoplanète, c’est-à-dire de séparer la lumière d’une planète comme la Terre de celle de son étoile. Les lumières des deux corps vont être complètement mélangées, et on va uniquement voir la lumière de l’étoile. Il y a beaucoup de développements technologiques qui se font pour essayer de dépasser ce problème, mais même une fois résolu, ce sera toujours frustrant, puisqu’on distinguera seulement un point lumineux, sans voir ce qu’il se passe à sa surface. Il faut garder à l’esprit que tout cela se trouve très loin de nous. Il y a donc quand même une partie de frustration pour le chercheur. Néanmoins, c’est déjà extraordinaire qu’on puisse arriver à détecter des planètes comme la Terre, et pouvoir étudier non seulement leur taille, leur masse, mais aussi leur composition atmosphérique et leur condition de surface. Ce qui est justement permis par la géométrie des transits: quand la planète passe devant l’étoile, l’atmosphère filtre une partie de sa lumière, et ça nous renseigne sur la composition atmosphérique, et on va pouvoir déduire dans les grandes lignes ce qui se passe sur cette planète. Alors on ne peut certes pas encore y aller, on ne peut pas voir ce qui s’y passe, mais on peut déjà avoir de premières indications, ce qui est déjà super.

Avant de venir sur la question de la vie extraterrestre, pourriez-vous nous préciser sur quelle définition de la vie vous basez vos recherches?

Alors au niveau de la biologie, de la thermodynamique, il y a beaucoup de définitions de la vie qui existent. Mais nous, en tant qu’astronomes, nous ne pouvons pas chercher des choses qui se répliquent ou qui évoluent. Tout ce que nous pourrons chercher, ce sont des signatures chimiques. A travers des signes de déséquilibres chimiques, nous allons chercher des traces de métabolismes tels que nous en connaissons sur Terre, comme des productions constantes de certaines molécules. Par exemple, sur Terre, la photosynthèse enrichit de manière constante l’atmosphère en oxygène. Et sur ces planètes, nous allons peut-être trouver une production d’oxygène qui ne peut qu’être issue de la photosynthèse. Mais on ne pourra en aucune manière décrire les formes de vies qui sont là. A une distance comme celle-là, on peut uniquement étudier la composition atmosphérique de la planète pour obtenir avec une certaine précision les contraintes sur les conditions de surface, mais c’est tout. Donc toutes les définitions très complexes de la vie que nous pouvons trouver dans les bouquins de biologie et qui sont très riches ne nous sont pas vraiment utiles, puisque nous ne pourrons pas observer ces créatures. Nous n’arriverons déjà pas les identifier, mais nous ne pourrons pas non plus les voir évoluer, se reproduire, dire si elles ont de l’ADN ou pas. Les observations avec un télescope nous obligent à nous concentrer sur l’essentiel, c’est-à-dire sur les signatures spectroscopiques, qui nous permettront d’identifier des molécules.

© ESO/M. Kornmesser

Les chances sont-elles vraiment réelles de trouver ces traces de vie sur certaines des sept planètes de Trappist-1?

Alors à priori oui, puisqu’en théorie, les sept planètes de ce système pourraient abriter de l’eau liquide à leur surface. Et c’est plus particulièrement probable pour trois d’entre elles, qui se situent dans ce qu’on appelle la «zone habitable», c’est-à-dire la gamme de distance à l’étoile pour laquelle une planète comme la Terre, avec une atmosphère semblable, pourrait avoir de l’eau liquide sur toute la surface. Maintenant, la présence d’eau liquide, même sous forme d’océans, n’induit pas forcément la vie. Toutefois, dans notre recherche de vie ailleurs, nous sommes obligés de nous focaliser sur des choses relativement simples. Nous allons donc d’abord chercher de l’eau liquide, parce que nous savons que sur Terre, toute vie en dépend. Ce serait déjà génial d’arriver à la conclusion qu’il y a de l’eau liquide sur ces exoplanètes. Mais après, même si on arrive à savoir qu’il y en a, on ne peut pas établir de probabilité sur la présence de vie. On n’en a aucune idée, puisqu’on ne sait même pas comment elle est apparue sur Terre. Il y a beaucoup d’hypothèses à ce propos, mais on ne peut pas les tester empiriquement, parce que toutes les traces géologiques ont disparu. Nous n’allons donc pas chercher à être totalement sûr de l’existence ou non d’une vie extraterrestre, mais nous allons plutôt nous focaliser sur l’étude d’un maximum de planètes potentiellement habitables, ce qui pourrait nous permettre de nous renseigner sur la fréquence de la vie dans l’univers, et à terme, sur la manière dont elle est apparue sur Terre. Dans le cas de Trappist-1, ce qui est extraordinaire, c’est que nous pourrons étudier ces exoplanètes en détail, nous pourrons analyser leur composition atmosphérique, et nous pourrons éventuellement tirer des informations sur leur habitabilité, voire sur la présence de vie.

Quels sont les obstacles techniques majeurs dans ces recherches?

Ce sera évidemment difficile, mais un télescope parfaitement adapté pour ce genre d’observations sera lancé en 2018. C’est le télescope spatial James-Webb, qui est tellement grand qu’il devra être plié pour entrer dans la fusée, avant de se déployer une fois dans l’espace. Il va pouvoir mesurer les abondances des différentes molécules dans les atmosphères de ces planètes. Peut-être qu’il aura un problème et que ça ne va pas fonctionner, mais de toute façon, il y aura d’autres télescopes qui suivront. Alors au niveau de la technologie, je pense qu’il n’y a pas de souci, on aura les moyens pour étudier ces planètes de Trappist-1. Maintenant, au niveau des conclusions qu’on va pouvoir tirer, ça va dépendre de ce qu’on trouve. Il est possible qu’on détecte différentes molécules pour lesquelles on ne peut pas vraiment conclure à une origine biologique. Par exemple, si l’on trouve de l’oxygène, ça ne veut pas dire pour autant qu’il a été produit par un organisme vivant. Il peut être le résultat de ce qu’on appelle la photolyse de l’eau: de l’eau qui s’évapore dans la haute atmosphère et dont l’hydrogène, suite au rayonnement hautement énergétique de l’étoile, sera expulsé dans l’espace, créant de manière constante de l’oxygène. Nous devrons donc parvenir à rejeter ce genre de scénario. C’est un jeu entre les théories et les observations, et on n’a encore jamais joué à cela, donc c’est un peu l’inconnu. Lorsqu’on étudie Mars ou Vénus, on peut envoyer des sondes, on peut faire des observations in situ, on peut vraiment très bien contraindre les conclusions. Mais dans le cas de Trappist-1, on va devoir y aller très doucement, avec beaucoup de précautions dans les conclusions qu’on pourra tirer.

Au-delà de tous les aspects techniques, d’un point de vue purement théorique, serait-il possible d’avoir des formes de vie intelligente sur ces planètes?

Le seul exemple qu’on a de vie technologique, c’est nous! On voit que l’évolution sur Terre, c’est quelque chose qui a été très aléatoire. L’évolution, c’est vraiment des adaptations, des changements environnementaux et ça va dans tous les sens. Il n’est pas dit que si on faisait marche arrière dans le temps, si on revenait un milliard d’années en arrière et qu’on relançait l‘évolution, on se retrouverait avec des êtres humains intelligents, pensants. On ne comprend donc pas bien à quel point l’intelligence est forcément un des sous-produits de l’évolution. Prédire ça sur une exoplanète, c’est donc absolument impossible. On va déjà se focaliser sur des traces de vie, ce qui sera déjà un énorme pas en avant. Pour ce qui est de la vie intelligente, j’ai envie de dire qu’il faut vraiment tomber dessus, par chance. Peut-être que ça arrivera bientôt, peut-être que ça n’arrivera jamais, peut-être que ça arrivera dans des milliers d’années. On ne peut pas prévoir la réponse. Il faudra qu’on tombe par hasard sur des traces d’intelligence. Pour le moment, c’est juste de la science-fiction.

Pensez-vous personnellement que des formes de vie intelligente existent quelque part dans l’univers? Ou serait-ce vraiment une spécificité de la Terre?

J’ai envie d’y croire. Je pense que la vie doit être fréquente dans l’univers, parce que tous les éléments nécessaires à la vie y sont répandus. On sait qu’il y a des planètes potentiellement habitables partout dans l’univers, il y en a des centaines de milliards dans la galaxie. L’eau doit bien se trouver sous forme liquide sur certaines d’entre elles, et les éléments chimiques de la vie ne sont absolument pas rares dans la galaxie. Les étoiles apportent l’énergie nécessaire à la construction de la vie, donc j’ai envie de croire qu’elle est très fréquente. D’un côté j’ai envie d’y croire parce que ce serait sympathique de ne pas être les seuls dans cet univers à se demander ce qu’on fait là, mais d’un autre côté, en tant que scientifique, on ne peut que spéculer. Il faut y aller pas à pas. Pour l’heure, il n’y a clairement pas d’extraterrestres intelligents en train de nous visiter dans le système solaire, ou en tous cas ils sont très discrets… Donc si on n’a pas ce genre de trace, de preuve directe, on est obligé de spéculer, et ça peut être frustrant. Mais il faudra peut-être attendre la réponse très longtemps. Par exemple, bien après nos vies! (rires)

© Benoît Schmid

Dans l’hypothèse où on trouverait ces traces ou ces preuves, pourrait-on ensuite communiquer avec ces formes de vie?

Toutes les étoiles proches ont été explorées par le programme SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence, ndlr) de recherche de signaux intelligents par radio, y compris Trappist-1: quand on a trouvé les planètes, SETI les a observés, et il n’y a pas eu de signal détecté. Cela dit, SETI, c’est quand même un programme qui repose sur une série d’hypothèses à priori peu probables: que des extraterrestres nous ont trouvés et essaient inlassablement de communiquer avec nous, qu’ils nous envoient constamment des émissions très fortes, avec une dépense d’énergie énorme. Peut-être que la vie intelligente est fréquente dans la galaxie, mais qu’elle ne passe pas son temps à essayer de communiquer avec la Terre, tout simplement. Donc on peut essayer ce genre de programme, mais à priori c’est quand même improbable. Ça demande tout de même la présence d’extraterrestres qui font des efforts énormes pour essayer de parler avec nous. Donc soit il y en a beaucoup et ils s’en foutent de nous, soit il n’y en a pas: c’est ce que j’ai envie de croire par rapport à l’absence de signaux évidents d’intelligence. Au niveau technique, oui on pourrait détecter des traces de vie, d’intelligence dans des signaux qui nous seraient envoyés. Ce seraient par exemple des signaux à structure complexe, trop complexe pour être naturelle: ce serait forcément quelque chose d’artificiel, comme une suite de nombres premiers. Ça, clairement, la nature ne pourrait pas nous l’envoyer. On n’a aucun problème à identifier ce genre de signal, mais on n’en a jamais détecté.

Vous venez de faire une découverte de grande envergure, qui a été largement diffusée dans les médias: que pensez-vous du traitement médiatique qui a été fait de votre découverte, où les fantasmes les plus fous, comme de communiquer avec des extraterrestres, ont été évoqués?

On a eu beaucoup de plaisir à voir tout ce qui est sorti dans la presse au sujet de Trappist-1, on ne s’attendait pas à un engouement à ce niveau-là: on voit des chansons sur Youtube au sujet de Trappist-1, des jeux vidéo qui parlent de Trappist-1, de la science-fiction… c’est juste super! Ça nous plait beaucoup que le public s’accapare la découverte et y associe une partie imaginative, créative. Qu’un travail purement scientifique ait un tel retour au niveau des médias mais aussi du public, ça nous fait très plaisir. Même si évidemment c’est plutôt la vie extraterrestre que les planètes en elles-mêmes qui intéresse les gens, c’est quand même chouette de voir cet intérêt pour un résultat scientifique. Je ne vois rien de négatif au niveau de l’impact médiatique que ça ait pu avoir, je suis plutôt content que ça ait un grand impact. Ça ne peut qu’être positif de voir que le public s’intéresse à des résultats comme ça, qu’il sorte un peu le nez des problèmes terrestres et réapprenne à regarder les étoiles, à espérer qu’il y ait quelque chose là-bas, d’intelligent ou non.

Quels sont les objectifs du projet SPECULOOS?

L’objectif de SPECULOOS, c’est d’explorer toutes les mille petites étoiles utltrafroides proches, et non plus une petite poignée d’entre elles comme c’était le cas jusqu’à maintenant. Le programme de recherche d’exoplanètes sur Trappist était vraiment un prototype pour SPECULOOS, qui va utiliser des télescopes plus gros pour faire ça de manière plus précise, sur un échantillon plus grand, afin d’en trouver suffisamment pour en faire des études détaillées, mais aussi pour tirer des conclusions statistiques sur la fréquence des planètes autour de ces petites étoiles, sur leurs conditions de surface, etc. Je reviens du Chili: on y a installé les premiers télescopes de SPECULOOS sur le site de Paranal, dans le Désert d’Atacama. Notre observatoire austral, qui sera composé de quatre télescopes, devrait être opérationnel en fin d’année. Et là, on est en train de préparer un observatoire dans l‘hémisphère nord, pour faire la même chose de l’autre côté de la planète, pour vraiment explorer toutes ces petites étoiles proches. On se focalise sur elles pour des raisons plutôt pratiques: ce sont les seules étoiles dont on peut détecter les terres et étudier les atmosphères avec la technologie actuelle, par la méthode des transits. Sinon, si on veut aller vers des étoiles plus grosses, comme le soleil, on est obligés d’attendre des développements technologiques. Je n’ai pas envie d’attendre, j’ai envie d’étudier des terres, donc la seule façon de le faire, c’est de se focaliser sur les toutes petites étoiles du voisinage seulement.

Une dernière question, qui nous brûlait les lèvres: qui est à l’origine de ces noms, «Trappist» et «SPECULOOS»?

C’est moi. (rires) Je voulais donner une connotation sympathique et un peu de belgitude au projet. Il y a beaucoup de produits belges qui sont bien connus à l’étranger, mais les bières sont les premières, et les bières trappistes sont les plus connues. Et puis le speculoos, ça reste un produit du coin relativement connu, au moins en Europe, et même aux Etats-Unis, je me suis rendu compte qu’ils savaient aussi ce qu’était un speculoos.

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