Par une douce soirée d’août 1977, un énorme radiotélescope dans un champ au milieu de l’Ohio écoutait silencieusement l’univers de la radio. Peu après 22h00, la rotation de la Terre a fait pivoter le télescope à travers un puissant signal radio dont le passage n’a été noté que par le léger changement de ton de la chanson chantée toutes les douze secondes par l’imprimante en ligne enregistrant les données de ce soir-là.

Lorsque les données ont été analysées plus tard, l’exclamation marginale d’un astronome de l’extraordinairement puissant par un bip d’une courte durée donnerait au signal son nom éternel: le Wow! Signal. Comment nous en sommes venus à entendre ce signal, ce que cela pourrait signifier et d’où il pourrait provenir sont tous des détails intéressants sur un événement qui a laissé un mystère dans son sillage, un mystère que les scientifiques citoyens examinent maintenant avec une nouvelle perspective. S’il a été envoyé d’une région de l’espace avec des planètes habitables, cela vaut au moins la peine d’être écouté.

La grande oreille

John D. Kraus, Ph. D. Source: Observatoire nord-américain d’astrophysique.

Comprendre le Wow! Le signal nécessite un regard sur l’instrument qui l’a produit. Affectueusement connu sous le nom de «The Big Ear», l’Observatoire radio de l’Université d’État de l’Ohio était la vision de John D. Kraus, physicien de l’État de l’Ohio. Le Dr Kraus n’était pas étranger aux grandes sciences – pendant la Seconde Guerre mondiale, il a mis au point des méthodes de démagnétisation des navires de guerre pour les protéger des mines à détonation magnétique, et il a travaillé sur un cyclotron massif pour l’Université du Michigan.

Le Dr Kraus a d’abord décrit son idée d’un télescope capable de détecter des signaux radio extraterrestres dans un article pour Scientific American en 1955. La conception du télescope serait extrêmement simple, surtout par rapport à l’antenne parabolique entièrement orientable plus typique. Il se composait d’une grande section de réflecteur plate en treillis d’acier se tenant à travers un espace ouvert à partir d’un large réflecteur paraboloïde fixe. Entre ces deux éléments se trouvait une grande surface plane de sol plane de chaussée recouverte d’aluminium. Au point focal du réflecteur paraboloïde se trouvait une petite cabane contenant les cornes d’alimentation, qui pouvait se déplacer sur la largeur du télescope sur les voies ferrées. Bien qu’en général le télescope était statique et pointé partout où la rotation de la Terre l’emmenait, le suivi du cornet d’alimentation couplé aux ajustements de l’inclinaison du réflecteur plat donnait un certain contrôle à quelle partie du ciel était surveillée.

Coupe transversale du télescope Big Ear. Source: Observatoire nord-américain d’astrophysique.

La grande oreille était grand: le réflecteur plat mesurait à lui seul 33 mètres de haut et 100 mètres de large, et le plan de masse s’étendait sur 150 mètres entre les deux réflecteurs. Mais le Dr Kraus avait en fait conçu une antenne beaucoup, beaucoup plus grande.

Sa conception originale nécessitait des réflecteurs de 600 mètres de large, mais lorsque la subvention de la National Science Foundation est arrivée en 1955 à un prix dérisoire de 48 000 $, la conception a été réduite à ce qui était possible. Et même dans ce cas, une grande partie de «l’équité de la sueur» a été investie dans la construction de la Big Ear, avec des étudiants diplômés apprenant à souder spécifiquement pour construire le télescope, et avec des équipements critiques tels que les amplificateurs paramétriques nécessaires à la construction du récepteur au coût par un ancien élève de l’OSU.

La grande oreille. Le réflecteur plat orientable est à l’arrière-plan, le réflecteur parabolique fixe est au premier plan. À l’extrémité du plan de masse se trouve la piste contenant les deux cornes d’alimentation. Source: Observatoire nord-américain d’astrophysique.

Il a fallu une bonne partie d’une décennie pour construire la Big Ear, et une fois qu’elle a été allumée, son objectif principal était la réalisation de l’Ohio Sky Survey pour les sources radio extragalactiques. L’observatoire a également été utilisé pour étudier la galaxie d’Andromède. Mais au début des années 1970, un intérêt pour la recherche de civilisations extraterrestres potentiellement intelligentes en écoutant des signatures radio spécifiques a commencé à s’emparer de la communauté de la radioastronomie. L’observatoire de l’Ohio, en raison de sa construction unique et de sa capacité à effectuer des relevés du ciel, a été identifié très tôt par les scientifiques de SETI comme l’outil parfait pour le travail. Et ainsi, en 1973, la Big Ear a commencé sa recherche quasi constante d’ET.

6-EQUJ-5

Jerry Ehman, Ph.D. Source: Observatoire nord-américain d’astrophysique.

En dépit de capturer l’imagination populaire grâce au pouvoir de star de bailleurs de fonds comme Carl Sagan, SETI n’était pas particulièrement bien financé. La plupart des programmes SETI étaient des projets de remplissage, conçus pour profiter des temps d’arrêt des radiotélescopes entre les observations pour des études plus traditionnelles. Fonctionnant avec des budgets limités, la plupart des premiers programmes SETI ont consacré l’essentiel de leur financement au temps de télescope et peu à l’analyse des données. En conséquence, beaucoup d’efforts manuels ont été consacrés à la recherche de signaux intéressants dans les données.

Et c’est ainsi qu’en août 1977, l’astronome Jerry Ehman examinait les données de l’étude du ciel de Big Ear, enregistrées page après page de papier d’imprimante en éventail. Sur la gauche de chaque feuille se trouvaient 50 colonnes verticales de caractères, une colonne pour chaque canal surveillé par les récepteurs de Big Ear. Le programme d’enregistrement des données, écrit par Ehman et son collègue Bob Dixon, enregistrait essentiellement le rapport signal / bruit sur chaque canal sur une période d’observation de 10 secondes sous la forme d’un seul caractère. Un SNR de zéro a été enregistré comme un espace vide, suivi de chiffres pour les SNR de un à neuf. À partir de 10, les SNR croissants étaient représentés par une seule lettre dans l’ordre alphabétique.

Le papier avant Ehman était une mer de blancs et de uns, avec parfois des pics à six ou sept dispersés. Mais en scannant les données capturées vers 22 h 15, heure de l’Est, le 15 août 1977, il a remarqué une séquence de nombres à l’extrême gauche des données qui l’a étonné. Sur le canal 2, la séquence «6EQUJ5» est apparue, une explosion de 72 secondes avant de revenir au bruit de fond (chaque observation durait dix secondes, plus deux secondes supplémentaires pour le traitement informatique.) Le signal avait été si fort à son apogée qu’il a parcouru tous les nombres et 80% de l’alphabet – entre 30 et 31 fois plus élevé que le bruit de fond. Ehman était tellement abasourdi quand il a vu le signal qu’il a attrapé son stylo rouge, a encerclé la colonne verticale de caractères et a écrit «Wow!» dans la marge gauche. Son ébullition au résultat est restée bloquée, et le signal a été connu sous le nom de «Wow! Signal »depuis.

Le Wow! Signal est né: notes du Dr Ehman du 15 août 1977. Source: Observatoire nord-américain d’astrophysique.

Le Où du Wow!

Le Wow! Signal a fait l’objet de nombreux contrôles depuis 1977, et à juste titre. Les premières pensées étaient qu’il était d’origine terrestre, peut-être un signal parasite d’un satellite militaire inconnu, ou un signal qui avait rebondi sur la Lune. Mais aucun autre radiotélescope fonctionnant cette nuit-là n’avait entendu la même chose, ce qui serait le cas pour un signal généré localement, et la Lune n’était pas au bon endroit à l’époque pour faire office de réflecteur. D’autres hypothèses telles qu’une étoile en supernova, un problème informatique, des comètes émettrices radio ou une «scintillation interstellaire» ont été mises en cause, mais rien n’est resté. Là encore, malgré près de 50 ans de recherche, rien, même de loin, proche du Wow! Le signal a été enregistré. Il est donc difficile de tirer des conclusions définitives sur l’observation.

Il va sans dire que la possibilité du Wow! Le signal provenant d’une intelligence extraterrestre est parmi les explications les plus probables de l’événement. Les réclamations extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires, et toute possibilité banale doit être éliminée avant de commencer à blâmer ET pour le signal. Mais il y a quelques faits alléchants sur le Wow! Signal.

Premièrement, sa fréquence. Le Wow! Le signal s’est produit à 1 420 MHz – la fameuse fréquence de «ligne d’hydrogène» qui se produit lors des changements de l’état énergétique des atomes d’hydrogène neutres. Ces signaux micro-ondes de 21 cm de longueur d’onde seraient connus de toute civilisation qui maîtrisait suffisamment la physique pour avoir des communications radio. La question de savoir si cette fréquence pourrait être considérée comme une «fréquence d’appel» universelle entre les civilisations techniquement instruites est ouverte au débat, mais il est intéressant de noter que le signal a été entendu sur une fréquence longtemps spéculée pour être exactement cela.

Les cornes d’alimentation jumelles de la grande oreille. Il est impossible de dire quelle corne a reçu le Wow! Signal, mais leurs empreintes dans le ciel contiennent 66 étoiles semblables au Soleil qui peuvent abriter des exoplanètes habitables. Source: Observatoire nord-américain d’astrophysique.

Deuxièmement, le profil du signal est exactement ce que l’on attendrait d’un signal extraterrestre – dans le sens d’avoir une origine en dehors de l’environnement terrestre local, par opposition à une intelligence non humaine. Un télescope situé à la latitude de l’Ohio utilisant la rotation de la Terre pour scanner le ciel devrait avoir une fenêtre de 72 secondes sur n’importe quel point du ciel, donc un signal venant de loin augmenterait pendant 36 secondes avant. diminuant et diminuant à nouveau. La force du signal «6EQUJ5» forme une courbe qui a exactement la bonne forme.

L’autre aspect intrigant du Wow! Le signal est son origine apparente. La grande oreille avait deux cornes d’alimentation à son foyer, de longs axes parallèles l’un à l’autre mais chacun pointé dans une direction légèrement différente. Il est impossible de dire exactement quelle corne d’alimentation a entendu le signal en raison de la façon dont les données ont été traitées, mais on sait que seule une des cornes d’alimentation l’a entendu. Cela signifie que, à l’exception d’une origine terrestre ou d’un phénomène naturel, il existe deux zones relativement petites, toutes deux dans la constellation du Sagittaire, d’où le signal pourrait provenir. Et cela donne aux astronomes un endroit où commencer à chercher.

Soixante-six étoiles

Un astronome à la recherche d’une source potentielle pour le Wow! Signal est Alberto Caballero. Alberto dirige depuis un certain temps le projet Habitable Exoplanet Hunting Project, qui vise à inciter les amateurs à utiliser leurs télescopes pour détecter les changements subtils de luminosité apparente d’une étoile lorsque l’une de ses planètes transite sur son visage. Cela semble être le genre de mesure qui nécessiterait des millions de dollars d’équipement, mais comme nous en avons discuté avec Alberto dans un Hack Chat en janvier dernier, l’équipement nécessaire est étonnamment accessible et abordable.

2MASS 19281982-2640123, une étoile semblable au soleil dans le Wow! Empreinte du signal. Source: Alberto Caballero.

Dans le cadre de cet effort, Alberto a examiné en profondeur les étoiles situées dans les deux éclats de ciel que le Wow! Le signal pourrait provenir de. Dans une pré-impression de l’article documentant le travail, Alberto a étudié 66 étoiles de type G et K dans la zone cible, parmi des milliers d’autres. (Notre propre Soleil est une étoile de type G, tandis que les étoiles de type K sont plus petites et plus froides; les deux sont des cibles SETI attrayantes.)

Sur ce groupe, quinze étoiles semblent être à la fois semblables au Soleil. Et une seule de ces étoiles, 2MASS 19281982-2640123, possède les données de luminosité nécessaires pour lancer une sérieuse chasse aux exoplanètes.

Bien sûr, tout cela n’est que spéculatif. Le Wow! Le signal pourrait tout aussi bien avoir été un artefact, un phénomène naturel, ou même provenir de l’extérieur de la galaxie. Mais si l’une des étoiles de la zone que Big Ear écoutait le 15 août 1977 se révèle avoir une planète potentiellement habitable en orbite autour d’elle, ce sera encore une couche de plus sur le mystère du Wow! Signal.

[Featured images: North American Astrophysical Observatory]