Characterizing habitable extrasolar planets using spectral fingerprints

The detection and characterization of an Earth-like planet is approaching rapidly thanks to radial velocity (RV) surveys (e.g. HARPS) and transit searches (Corot, Kepler). A rough characterization of these planets will be already achievable in 2014 with the James Webb Space Telescope, and more detailed spectral studies will be obtained by future large ground based telescopes (ELT, TNT, GMT), and dedicated space-based missions like Darwin, Terrestrial Planet Finder, New World Observer. In this article we discuss how we can read a planet's spectrum to assess its habitability and search for the signatures of a biosphere. Identifying signs of life implies understanding how the observed atmosphere physically and chemically works, and thus gathering information on the planet in addition to observing its spectral fingerprint.

RésuméLes planètes extrasolaires de type terrestre sont désormais à la portée de l’observation astronomique, via les mesures de vitesses radiales stellaires (HARPS) et la recherche de transits (Corot, Kepler). Les premières observations spectrales de ces objets seront réalisables dès 2014 avec le télescope spatial James Webb, tandis que des instruments dédiés à l’étude des planètes habitables sont d’ores et déjà en développement : télescopes au sol (ELT, TNT, GMT) ou spatiaux (Darwin, terrestrial planet finder ou new worlds observer). Dans cet article, nous discutons de l’interprétation du spectre de rayonnement des planètes telluriques qui seront observées, à la recherche de planètes habitables et de signatures d’activité biologique. Identifier des signes spectroscopiques de vie implique de pouvoir caractériser dans le détail les processus physico-chimiques à l’œuvre dans l’atmosphère observée.