Un élément majeur de la découverte de la vie extraterrestre consiste à être capable de profiler l’atmosphère de toutes les planètes en dehors de notre système solaire. Ce n’est pas une tâche facile, car ces planètes se retrouvent généralement grâce au léger assombrissement de leur étoile lorsqu’elles passent devant elle (transition). Bien que la spectroscopie soit le moyen idéal pour évaluer la composition chimique d’une telle planète, avoir une étoile massive et extrêmement brillante juste à côté de la planète est plus que suffisant pour maîtriser complètement la faible lumière réfléchie par la surface de la planète et à travers son atmosphère. Il s’agit d’un problème majeur que la prochaine mission d’imagerie des exoplanètes habitables (HabEx, également appelée Observatoire des mondes habitables, ou HWO) espère résoudre en utilisant une gamme de technologies, notamment un coronographe qui devrait bloquer la majeure partie de l’éblouissement stellaire.
Bien que cela résolve une grande partie du problème, il reste encore une série de problèmes que le nouveau domaine de l’astrophotonique cherche à résoudre, comme l’explique en détail un article récent de Nomanja Novanovic et ses collègues. Cela implique non seulement de profiler les compositions chimiques, mais également d’augmenter la précision lors de la surveillance des événements de transit planétaire à l’aide, par exemple, de peignes de fréquence laser à base de semi-conducteurs. Ceux-ci sont généralement combinés à un aplatisseur spectral, qui, sous forme expérimentale sur puce, est nettement moins encombrant que les configurations précédentes, au point qu’ils ne doivent pas nécessairement être basés sur Terre.
Pour profiler le spectre d’une planète, des dispositifs à guide d’ondes appelés lanternes photoniques sont utilisés. Ils assurent une transition adiabatique d’une entrée multimode vers des sorties monomodes destinées à être utilisées par les instruments suivants. Une telle lanterne photonique fait partie du banc d’essai SCExAO du télescope Subaru à Hawaï, avec un dispositif d’annulation photonique appelé GLINT. Le but de GLINT est, comme le type d’appareil le suggère, de réduire l’impact du bruit photonique de la lumière de l’étoile qui s’échappera encore du coronographe.
Bien qu’il ne s’agisse probablement pas d’un sujet aussi passionnant que les jolies images de phénomènes galactiques lointains, le domaine de l’astrophotonique pourrait nous offrir quelque chose de bien plus excitant, sous la forme de la possibilité d’effectuer une spectroscopie à distance sur l’atmosphère d’une exoplanète et bien plus encore, ainsi que d’enregistrer les détails sur son orbite et autres dépassent de loin nos capacités actuelles.
(Image de titre : Concept d’artiste d’une planète semblable à la Terre dans la zone habitable de son étoile. Crédit : NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle)
