La nouvelle Lune vient d’avoir lieu et le croissant lumineux est à nouveau visible en début de soirée. Quand il est fin on peut voir une lumière très diffuse à la surface de notre satellite: c’est la lumière cendrée, qui n’est autre que la lumière envoyée par la Terre sur sa surface. C’est comme un clair de Terre sur la Lune. Une expérience vient d’être réalisée sur cette lumière cendrée au moyen du Very Large Telescope (VLT).

Le VLT est un ensemble de 4 télescopes récents situé dans le désert d’Atacama au Chili, à plus de 2000 mètres d’altitude. L’air y est particulièrement propice à l’observation du cosmos: peu de turbulences, presque pas d’humidité - au point où les astronomes qui y font des recherches ne sont autorisés à séjourner que quelques semaines afin d’éviter des atteintes à leur santé.

Ces quatre télescopes optiques et infrarouges ont chacun un miroir de 8,20 mètres. Quatre autres plus petits ont été ajoutés. En les mettant en fonction ensemble par interférométrie on obtient l’équivalent d’un télescope unique doté d’un miroir de 200 mètres! De quoi voir beaucoup plus loin, beaucoup plus petit.

Il n’y a pas eu besoin de l’interféromètre pour l’expérience récente. L’idée a été d’observer la Terre comme une exoplanète dont on ne perçoit que la lumière et non la surface.

«Les empreintes digitales de la vie, ou les biosignatures ne sont pas faciles à trouver avec les méthodes conventionnelles, mais l'équipe a expérimenté une nouvelle approche beaucoup plus sensible. Plutôt que de se contenter d'observer l'intensité lumineuse de la lumière réfléchie dans différentes couleurs, ils ont également regardé la polarisation de la lumière [3]. Cette approche est appelée la spectropolarimétrie. En appliquant cette technique pour observer le rayonnement terrestre avec le VLT, les biosignatures ressortent très fortement dans la lumière réfléchie de la Terre.»

«L'équipe a étudié à la fois les couleurs et le degré de polarisation de la lumière de la Terre après avoir été réfléchie par la Lune, comme si la lumière provenait d'une exoplanète. Ils ont ainsi pu déduire que l'atmosphère terrestre est en partie nuageuse, qu'une partie de sa surface est recouverte d'océans et – fait capital- qu'il y a de la végétation. Ils ont même pu détecter des changements dans la couverture nuageuse et dans le volume de végétation à différents moments alors que la lumière de différentes parties de la Terre se réfléchissait sur la Lune.»

Cette expérience servira de référence pour d’autres études. Grâce à elle il sera dorénavant possible d’analyser la lumière d’exoplanètes et d’en déduire leur composition de surface. On saura par exemple si la photosynthèse et la végétation existent ailleurs dans l’univers. Pour autant que la planète envoie une lumière suffisante suffisante et que l’on puisse l’observer en elle-même. En effet nombre d’exoplanètes ne sont décelées que parce qu’elles changent la luminosité de leur étoile en passant devant. Pour voir et étudier leur lumière propre il faudra des télescopes encore plus puissants.

Cela viendra. Le VLT est déjà 70‘000 fois plus puissant que la lunette de Galilée, qui pourtant a révolutionné l’astronomie il y a 400 ans.



Image 1: Eso, VLT. 2: Ciet et Espace, Lumière cendrée.