Un projecteur éclaire droit dans les yeux, et à quelques pas de là, une minuscule luciole scintille. C'est à peu près à cela que ressemble la chasse à une planète de type terrestre autour d'une étoile voisine : la planète est de cent millions à dix milliards de fois plus faible que son étoile, et dans le ciel, elles se confondent presque en un seul point. La lumière de l'étoile écrase le faible reflet planétaire, rendant les télescopes conventionnels impuissants.
Un groupe de chercheurs a proposé de contourner cet obstacle grâce à une mesure quantique adaptative. La méthode ne tente pas de photographier directement l'étoile dans l'espoir d'apercevoir la planète. Au lieu de cela, elle sélectionne un « mode d'observation » particulier — une modulation spatiale de la lumière — dans lequel chaque photon capturé transporte un maximum d'informations sur la source faible. Le processus rappelle l'accord d'un instrument de musique : le système modifie de manière itérative la forme de l'onde lumineuse jusqu'à ce qu'il « entende » la voix discrète de la planète dans le vacarme assourdissant de l'étoile.
La méthode fonctionne avec des contrastes allant jusqu'à \(10^{-8}\) — soit cinq ordres de grandeur de mieux que ce que les schémas quantiques précédents pour la recherche d'exoplanètes avaient réussi à obtenir. Elle ne se contente pas de détecter la planète, mais indique aussi précisément combien il y en a dans le champ, où elles se trouvent et à quel point elles sont brillantes. Pour cela, on utilise une estimation du maximum de vraisemblance dans une échelle logarithmique de luminosité, et le nombre de sources est déterminé automatiquement par le critère BIC — sans aucun seuil défini par l'homme. Lors des essais sur des points séparés de moins que la limite de diffraction et avec une différence d'éclat de huit ordres de grandeur, la scène a été reconstituée en moyenne dans 72,5 % des cas.
La robustesse aux erreurs est un autre atout. Même avec un décalage de la caméra de six pixels, le succès reste à 71,3 %. Les imperfections techniques ne compromettent pas les observations. Cette approche permet pour la première fois de voir directement des planètes de type terrestre dans la zone habitable — la région autour de l'étoile où l'eau peut rester liquide. Auparavant, cette plage était hors de portée pour les images directes.
Le contraste de luminosité entre le Soleil et la Terre est d'environ dix milliards de fois. C'est comme essayer de distinguer une diode électroluminescente faible sur fond de projecteur puissant à une distance de plusieurs kilomètres.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, l'océan de la planète est longtemps resté une énigme en raison de l'incapacité des instruments à séparer ses signaux du bruit — la nouvelle méthode aurait pu aider à comprendre de telles anomalies.