André Beaudoin, étudiant à la maitrise de l’iREx, a terminé ses études à l’Université de Montréal en 2023. Il résume ici son projet de recherche.
« Sommes-nous seuls dans l’Univers? » est possiblement la question fondamentale la plus importante de l’astrophysique moderne. Mais comment faire pour y répondre? Et quels instruments astronomiques seront nécessaires pour trouver cette réponse?
La piste de solution la plus prometteuse consiste en la recherche de biosignatures, c’est-à-dire des éléments chimiques ou molécules qui ne peuvent exister – ou coexister – sans la présence de vie sur une exoplanète. Une biosignature classique est la paire de molécules dioxygène – méthane. Cette paire n’a été observée que sur la Terre, et il semble impossible de maintenir une concentration significative des deux molécules simultanément sur une planète sans la présence de vie pour les régénérer. La détection de ces deux molécules sur une exoplanète de taille semblable à la Terre serait une percée phénoménale dans la quête de vie ailleurs dans l’Univers. Cela nous mène à la deuxième question; quel genre d’instrument astronomique faudra-t-il pour détecter ces molécules?
Les instruments de fine pointe d’aujourd’hui, tels que le télescope spatial James Webb, sont capables de détecter la présence de certains éléments chimiques sur certaines exoplanètes, mais ça demeure un grand défi d’étudier des exoplanètes de taille terrestre avec ces instruments. De surcroît, la détection du dioxygène reste élusive, vu des difficultés liées spécifiquement à sa détection. La prochaine génération de télescopes, les télescopes géants, viendront repousser les frontières de ce qui est possible. Le télescope le plus gros de cette génération, l’Extremely Large Telescope (ELT), aura un miroir principal d’un diamètre de 39 mètres, ce qui en fera le plus gros télescope optique jamais construit. Il est présentement en construction au Chili et son entrée en fonction est prévue pour 2028.
Représentation artistique de l’Extremely Large Telescope, présentement construit au Chili. Crédit : ESO L. Calçada.
Mon projet de maitrise consistait à évaluer les performances du ELT, spécifiquement celles d’un de ses instruments, ANDES, pour la détection d’éléments chimiques dans l’atmosphère d’exoplanètes terrestres. J’ai donc construit numériquement un simulateur qui reproduit très précisément l’instrument, dans lequel j’ai inclus tous les modules et le plus possible de sources d’erreur. Grâce à ce simulateur, j’ai pu évaluer dans quelles conditions et sur quelles exoplanètes il sera possible de détecter les éléments chimiques qui nous intéressent. En résumé, dans son design actuel, l’instrument serait capable de détecter de l’eau sur plusieurs exoplanètes terrestres, mais aurait beaucoup de difficulté détecter d’autres molécules chimiques d’intérêt.
Plus d’informations
André a fait sa maitrise à l’Université de Montréal entre 2021 et 2023, sous la supervision de le directeur de l’iREx, René Doyon. Son mémoire sera disponible sous peu.
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