A gauche, une vue d’Europe prise le 2 mars 1979 par la sonde Voyager 1. Ensuite, une image couleur d’Europe prise par le vaisseau spatial Voyager 2 lors de sa rencontre rapprochée le 9 juillet 1979. À droite, une vue d’Europe réalisée à partir d’images prises par le vaisseau spatial Galileo à la fin des années 1990. Crédit : NASA/JPL
Trouver des panaches à Europa est une perspective passionnante, mais les scientifiques préviennent que ce sera délicat, même de près.
En 2005, des images d’un brillant panache aqueux jaillissant de la surface de SaturneLa lune Encelade a captivé le monde. La colonne géante de vapeur, de particules de glace et de molécules organiques pulvérisées depuis la région polaire sud de la lune a suggéré qu’il y avait un océan d’eau liquide sous la coquille de glace d’Encelade et a confirmé que la lune est géologiquement active. Le panache a également poussé Encelade et d’autres mondes dans le système solaire externe, sans atmosphère et loin de la chaleur du Soleil, vers le sommet de Nasade la liste des endroits où rechercher des signes de vie.
Les scientifiques se préparent maintenant pour une mission dans un autre monde océanique recouvert de glace avec des panaches possibles : Jupiterla lune Europe. Prévu pour être lancé en 2024, le vaisseau spatial Europa Clipper de la NASA étudiera la lune de son intérieur profond à sa surface pour déterminer si elle contient des ingrédients qui en font un foyer viable pour la vie.
Comme Encelade, Europe est géologiquement dynamique, ce qui signifie que les deux lunes génèrent de la chaleur à l’intérieur alors que leurs couches solides s’étirent et fléchissent sous l’effet du tiraillement gravitationnel avec leurs planètes hôtes et les lunes voisines. Ceci, au lieu de la chaleur du soleil, empêche l’eau souterraine de geler sur ces lunes couvertes de glace. La chaleur peut également aider à produire ou à faire circuler les éléments constitutifs chimiques de la vie au fond des mers, notamment le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le phosphore et le soufre.
Mais c’est là que s’arrêtent les similitudes.
“Beaucoup de gens pensent qu’Europa va être Encelade 2.0, avec des panaches pulvérisant constamment depuis la surface”, a déclaré Lynnae Quick, membre de l’équipe scientifique derrière les caméras Europa Imaging System (EIS) de Clipper. «Mais nous ne pouvons pas le voir de cette façon; Europa est une bête totalement différente », a déclaré Quick, qui est basé au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
L’une des premières images des jets d’eau d’Encelade prises par le vaisseau spatial Cassini de la NASA le 27 novembre 2005. Sur cette image, Encelade est rétroéclairé par le Soleil. Crédit : NASA/JPL/Space Science Institute.
Les preuves suggèrent qu’Europe peut évacuer l’eau de son sous-sol, tout comme Encelade. Par exemple, des scientifiques utilisant le vaisseau spatial Galileo de la NASA, le télescope Hubble de la NASA et de grands télescopes terrestres ont signalé la détection de faibles panaches d’eau ou de leurs composants chimiques à Europa.
Mais personne n’est sûr. “Nous sommes toujours dans l’espace où il y a des preuves vraiment intrigantes, mais rien de tout cela n’est un slam dunk”, a déclaré Matthew McKay Hedman, membre de l’équipe scientifique Mapping Imaging Spectrometer for Europa (MISE) d’Europa Clipper et professeur agrégé au Département de Physique à l’Université de l’Idaho.
Les scientifiques sont attirés par les panaches pour plusieurs raisons. Premièrement, ils sont indéniablement frais: “Nous sommes des scientifiques, mais nous sommes aussi humains”, a déclaré Shawn Brooks, qui travaille avec l’équipe scientifique Europa Clipper’s Europa Ultraviolet Spectrograph (Europa-UVS) et est basé au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.
Mais plus concrètement, a déclaré Brooks, les panaches offrent aux scientifiques un accès plus facile à l’intérieur d’Europe. “Tout se résume à savoir si Europa est habitable, et cela revient à avoir une certaine compréhension de ce qui se passe sous la surface, ce que nous ne pouvons pas encore atteindre”, a-t-il déclaré.
En d’autres termes, la magie d’Europe, un archétype d’un monde potentiellement habitable, est cachée à la vue au plus profond de la lune. Comparée à Encelade, qui fait la taille du Texas, Europe fait environ un quart de la taille de la Terre, soit un peu plus petite que la lune de la Terre. Et les preuves suggèrent qu’Europe a un océan d’eau salée beaucoup plus profond qu’Encelade, peut-être de 40 à 100 miles (environ 60 à 160 kilomètres) de profondeur, ce qui signifie qu’il pourrait contenir environ deux fois plus d’eau que les océans de la Terre. Certains scientifiques émettent l’hypothèse que l’océan d’Europe pourrait réagir avec des roches surchauffées sous son fond marin, peut-être par le biais de cheminées hydrothermales. Sur Terre, ces zones sont des foyers d’activité chimique qui nourrissent d’innombrables créatures.
Les scientifiques disent qu’il pourrait également y avoir de grandes poches d’eau fondue dans la coquille de glace d’Europe, qui sont plus susceptibles que l’océan d’être la source de panaches. Ces poches pourraient également produire des habitats confortables pour les organismes.
Parce qu’elle est beaucoup plus proche de Jupiter qu’Encelade ne l’est de Saturne, Europe génère plus de chaleur à cause de la friction produite lorsqu’elle fait le tour de sa planète hôte. Étant donné que la chaleur interne stimule l’activité géologique sur les mondes rocheux, Europe devrait avoir une géologie plus étendue qu’Encelade. Certains scientifiques prédisent qu’Europe a une tectonique des plaques qui déplace et recycle les blocs de glace constituant la surface de la lune. Si tel est le cas, Europe pourrait faire circuler des nutriments produits à la surface par le rayonnement de Jupiter, comme l’oxygène, vers des poches de liquide dans la coquille de glace ou peut-être vers l’océan lui-même. Grâce à Europa Clipper, les scientifiques auront la possibilité de tester certaines de leurs prédictions en analysant la composition chimique des panaches ou les traces qu’ils peuvent laisser à la surface.
Cette image composite montre des panaches présumés de vapeur d’eau en éruption à 7 heures du limbe de la lune Europe de Jupiter. Les panaches, photographiés par le spectrographe imageur du télescope spatial Hubble de la NASA, ont été vus en silhouette alors que la lune passait devant Jupiter. Les données Hubble ont été recueillies le 26 janvier 2014. L’image d’Europe, superposée aux données Hubble, est assemblée à partir des données des missions Galileo et Voyager. Crédit : NASA/ESA/W. Sparks (STScI)/USGS Astrogeology Science Center
Les scientifiques avertissent que les panaches d’Europan, même s’ils sont là, pourraient être difficiles à détecter, même de près. Ils peuvent être sporadiques, et ils peuvent être petits et minces, étant donné que la gravité d’Europe, qui est beaucoup plus forte que celle d’Encelade, maintiendrait probablement ces panaches d’eau près de la surface. C’est un changement radical par rapport à la colonne de vapeur spectaculaire d’Encelade : elle est toujours allumée et plus grosse que la lune elle-même, pulvérisant des particules de glace à des centaines de kilomètres au-dessus de la surface. “Même s’ils sont là, les panaches d’Europe ne sont peut-être pas si photogéniques”, a déclaré Hedman.
Bien que les scientifiques d’Europa Clipper élaborent diverses stratégies créatives pour trouver des panaches actifs lorsque le vaisseau spatial commencera à explorer Europa en 2031, ils ne comptent pas sur eux pour comprendre ce qui se passe à l’intérieur de la lune. “Nous n’avons pas à en attraper un pour une mission réussie”, a déclaré Quick.
Quick a ajouté que chaque instrument à bord du Clipper peuvent apporter des preuves de conditions habitables sous la surface indépendamment des panaches actifs.
Quelques exemples de la façon dont l’équipe scientifique recherchera des panaches potentiels incluent Europa Suite de caméras de Clipper, EIS. Il recherchera des panaches près de la surface d’Europe en partie en recherchant leurs silhouettes au niveau du limbe ou du bord d’Europe, lorsque la lune est illuminée par la lumière de Jupiter lorsqu’elle passe devant la planète. EIS prendra des photos des panaches s’ils apparaissent, ainsi que des dépôts de panache qui pourraient être visibles à la surface. Les Europa-UVS s’efforcera également de détecter les panaches en lumière ultraviolette, y compris au bord de la lune lorsqu’Europe passe devant les étoiles proches, et il pourra mesurer la composition chimique de ces panaches. Une caméra thermique, le Système d’imagerie par émission thermique Europa (E-THEMIS), recherchera des points chauds à la surface qui pourraient être la preuve d’éruptions actives ou récentes.
L’équipe Europa Clipper est sur le point de réussir, que les chercheurs trouvent ou non des panaches à Europa, bien que de nombreux scientifiques espèrent un spectacle aquatique spectaculaire pour enrichir la mission et notre compréhension d’Europe. “Je soupçonne qu’Europa est active et laisse échapper du matériel”, a déclaré Hedman. “Mais je m’attends à ce que lorsque nous comprendrons réellement comment cela se passe, ce ne sera pas ce à quoi personne s’attendait.”
La vie telle que nous la connaissons nécessite de l’eau liquide. L’astrobiologie, un domaine de la science et de l’ingénierie qui décrit les efforts pour trouver des ingrédients de la vie au-delà de la Terre, est une recherche de planètes, de planètes naines et de lunes qui abritent une quantité importante d’eau liquide. Les scientifiques appellent ces endroits « mondes océaniques ». Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA.
En savoir plus sur la mission
Des missions telles qu’Europa Clipper contribuent au domaine de l’astrobiologie, la recherche interdisciplinaire sur les variables et les conditions de mondes lointains qui pourraient abriter la vie telle que nous la connaissons. Bien qu’Europa Clipper ne soit pas une mission de détection de vie, il effectuera une reconnaissance détaillée d’Europa et déterminera si la lune glacée, avec son océan souterrain, a la capacité de soutenir la vie. Comprendre l’habitabilité d’Europe aidera les scientifiques à mieux comprendre comment la vie s’est développée sur Terre et le potentiel de trouver de la vie au-delà de notre planète.
Géré par Caltech à Pasadena, Californie, JPL dirige le développement de la mission Europa Clipper en partenariat avec le Johns Hopkins Applied Physics Laboratory à Laurel, Maryland, pour la Direction de la mission scientifique de la NASA à Washington. Le bureau du programme des missions planétaires du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, exécute la gestion du programme de la mission Europa Clipper.
