Radiotélescopes et SETI : à l'écoute d'éventuels signaux venus d'ailleurs
Depuis plus de soixante ans, des astronomes tendent l'oreille vers les étoiles, à l'affût d'un signal artificiel. Rien n'a été entendu, mais la recherche a beaucoup appris sur le ciel radio et sur nos propres interférences.
Au début des années 1930, l'ingénieur américain Karl Jansky, employé par les laboratoires Bell, cherche l'origine des grésillements qui perturbent les liaisons radiotéléphoniques. Avec une antenne tournante, il remarque un bruit de fond qui revient chaque jour avec un léger décalage, au rythme des étoiles plutôt que du Soleil. Il vient du centre de notre Galaxie. Sans le savoir, Jansky ouvre une fenêtre nouvelle sur l'Univers : la radioastronomie.
Des oreilles de plus en plus grandes
Les ondes radio ont des longueurs d'onde bien plus grandes que la lumière visible. Pour les capter avec finesse, il faut des antennes immenses, ou des réseaux d'antennes combinées. Les radiotélescopes ont révélé des objets invisibles à l'œil : les pulsars, le rayonnement fossile du Big Bang, le gaz d'hydrogène froid qui dessine les bras des galaxies.
Pendant plus d'un demi-siècle, le radiotélescope d'Arecibo, à Porto Rico, logé dans une cuvette naturelle avec une antenne de 305 mètres, a été l'un des plus grands du monde. Endommagé par la rupture de câbles, il s'est effondré en décembre 2020. Le record de taille appartient désormais à FAST, en Chine, dont l'antenne mesure 500 mètres. Au Chili, sur le plateau de Chajnantor, le réseau ALMA réunit 66 antennes pour observer aux longueurs d'onde millimétriques.
Chercher une voix artificielle
À la fin des années 1950, des physiciens proposent d'utiliser ces instruments pour chercher des émissions d'éventuelles civilisations extraterrestres. C'est la naissance de la recherche SETI, pour Search for Extra-Terrestrial Intelligence. En 1960, l'astronome Frank Drake écoute ainsi deux étoiles proches semblables au Soleil, sans résultat.
Ce que l'on cherche n'est pas un message déchiffrable, mais une signature. La nature produit surtout des émissions radio étalées sur de larges gammes de fréquences. Un émetteur technologique, au contraire, concentre souvent son énergie dans une bande très étroite, ou produit des impulsions régulières. On cherche donc des signaux à bande étroite, qui ne ressemblent à aucun phénomène naturel connu, et qui restent fixés sur une direction du ciel quand le télescope bouge.
Le 15 août 1977, le radiotélescope Big Ear de l'université d'État de l'Ohio enregistre un signal intense, à bande étroite, près de la fréquence de 1 420 mégahertz émise par l'hydrogène. En relisant l'impression des données, l'astronome Jerry Ehman entoure les valeurs et note en marge : « Wow! ». Le signal ne s'est jamais reproduit, malgré de nombreuses écoutes de la même région du ciel. Sans répétition, impossible d'en établir l'origine ; des explications naturelles ont été proposées depuis.
Écouter mieux et plus longtemps
Depuis 2015, le programme Breakthrough Listen utilise une partie du temps d'observation de grands radiotélescopes pour écouter un très grand nombre d'étoiles proches et de galaxies, sur de larges bandes de fréquences. Aux États-Unis, l'Institut SETI exploite l'Allen Telescope Array, présenté comme le premier radiotélescope conçu dès l'origine pour la recherche SETI.
La principale difficulté vient de nous. Téléphones, satellites, radars et fours à micro-ondes saturent le spectre radio de signaux à bande étroite, exactement du type recherché. La quasi-totalité des candidats détectés se révèlent être des interférences humaines. Le tri exige des algorithmes de plus en plus perfectionnés, entraînés à reconnaître la signature de nos propres émetteurs.
Et sur Terre ?
Ce travail de tri a des retombées immédiates. Une marche d'Anthropolaris propose de constituer un grand jeu de données public d'interférences radio annotées et un classificateur réutilisable, puis de l'appliquer à une écoute régulière d'Alpha du Centaure et de Proxima depuis l'hémisphère sud (voir la marche G-SGT-08). Les mêmes outils aideraient les régulateurs du spectre et les observatoires radio à repérer automatiquement brouilleurs et émetteurs défectueux.
Pourquoi rien, jusqu'ici ?
Le silence n'est pas une preuve d'absence. Les écoutes réalisées ne couvrent qu'une infime partie des étoiles, des fréquences et des instants possibles ; on a souvent comparé l'effort accompli à l'examen d'un verre d'eau pris dans l'océan. Une civilisation pourrait aussi ne pas émettre vers nous, utiliser des lasers plutôt que la radio, ou avoir disparu depuis longtemps. Chaque nouvelle écoute resserre pourtant les limites : elle dit ce qui n'existe pas, à tel endroit et à telle puissance. Et la question de départ reste l'une des plus vertigineuses que la science puisse poser.