Les lunes préférées du système solaire des géologues planétaires ; Une discussion approfondie

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Les lunes de notre système solaire ont suscité beaucoup d’attention ces dernières années, en particulier en ce qui concerne l’astrobiologie et la recherche de la vie au-delà de la Terre. Des lunes galiléennes de Jupiter aux geysers d’Encelade en passant par les lacs de méthane de Titan, ces petits mondes continuent de nous humilier par leur admiration et leur mystère. Mais les mêmes scientifiques qui étudient ces mondes mystérieux et intrigants ont-ils leurs propres lunes préférées ? Il s’avère que sept de ces géologues planétaires ont eu la gentillesse de partager leurs lunes préférées du système solaire avec Univers aujourd’hui!

“Ma lune préférée est Encelade, pour deux raisons”, a déclaré le Dr Francis Nimmo, professeur au département des sciences de la Terre et des planètes à l’UC Santa Cruz. “Premièrement, il est géologiquement actif, ce qui est très surprenant compte tenu de sa petite taille – il crache des jets de glace et de vapeur d’eau dans l’espace. Deuxièmement, parce qu’il a la gentillesse de nous donner des échantillons gratuits de son intérieur, il constitue une cible très attrayante pour les futures missions spatiales – vous pouvez analyser la composition de l’océan (et même rechercher la vie) sans avoir à percer la glace. .”

Mosaïque d’images d’Encelade prise par le vaisseau spatial Cassini de la NASA en octobre 2008 à environ 25 kilomètres (15,6 miles) de la surface de la lune. (Crédit : NASA/JPL/Institut des sciences spatiales)

La sixième plus grande lune de Saturne, Encelade, a été découverte en 1789 par William Herschel, et son diamètre est approximativement de la taille de l’état de l’Arizona. Comme l’a noté le Dr Nimmo, Encelade possède des geysers qui déchargent de la glace et de la vapeur d’eau à partir d’une série de fissures appelées “rayures de tigre”. Ces geysers ont été observés pour la première fois par le vaisseau spatial Cassini de la NASA lors de sa mission dans les années 2000, et Cassini les a même survolés pour tester leur composition, trouvant de la vapeur d’eau, une variété de sels, du méthane et du dioxyde de carbone.

“Ma lune préférée du système solaire est Io, le plus interne des satellites galiléens de Jupiter”, a déclaré le Dr David Williams, professeur de recherche à la School of Earth and Space Exploration de l’Arizona State University. “Découverte par Galileo Galilei en janvier 1610, Io est la plus active géologiquement de toutes les lunes de notre système solaire. Une résonance orbitale de Laplace avec les autres lunes de Jupiter, Europa et Ganymède, entraîne une flexion et un réchauffement des marées à l’intérieur d’Io, produisant une énorme quantité d’énergie qui alimente plus de 400 volcans à la surface d’Io. L’activité volcanique d’Io, qui se manifeste à la fois par des coulées de lave et des lacs de lave dans des cratères ressemblant à des caldeiras, et par des panaches d’éruptions explosives qui projettent des cendres de silicate, de la poussière et des gaz soufrés à des centaines de kilomètres au-dessus de la surface, aboutit à un monde sans aucune grande cratères d’impact. Cela indique que Io a la surface géologiquement la plus jeune du système solaire. Ainsi, Io sert d’exemple de planètes de lave volcanique potentiellement actives découvertes autour d’autres étoiles de notre Galaxie.

Image de Io prise par le vaisseau spatial Galileo de la NASA en juillet 1999. (Crédit NASA/JPL/University of Arizona)

La première lune galiléenne de Jupiter, Io, a été visitée pour la première fois par Pioneer 10 et 11 de la NASA en décembre 1973 et décembre 1974, respectivement, mais une seule image a été prise par Pioneer 11 lors du bref survol. Ce n’est que lorsque Voyager 1 et 2 ont survolé le système de Jupiter en 1979 que les scientifiques ont eu leur premier vrai regard sur cette lune mystérieuse, révélant une surface sans cratère et ont été le premier objet planétaire autre que la Terre à être observé présentant une activité volcanique, qui est dû au réchauffement des marées entre Io et Jupiter beaucoup plus massif, ainsi qu’Europe en orbite juste au-delà d’Io.

“La vérité est qu’en ce qui concerne les lunes, je ne pourrais jamais en choisir une”, a déclaré le Dr Alyssa Rhoden, scientifique principale au Southwest Research Institute. « Ils sont tous intrigants à leur manière, et chacun nous enseigne quelque chose de différent. Bien que je n’aie pas de favori, j’en profiterai pour souligner une lune en particulier qui n’attire pas beaucoup l’attention : Protée, une petite lune de Neptune. Comparé à la grande lune active de Neptune, Triton, il semble raisonnable de négliger le petit Protée meurtri. Mais voici le problème… Proteus est dans la même gamme de taille que Mimas et Encelade (autour de Saturne) et Miranda (autour d’Uranus), qui sont beaucoup plus ronds et plus brillants que Proteus », poursuit le Dr Rhoden. « Encelade est géologiquement active avec des flux de chaleur et des panaches très élevés à son pôle Sud, ce qui montre que même les petites lunes peuvent être assez intéressantes. Et pourtant, Proteus est fortement cratéré, avec tellement de grands cratères qu’il n’a même plus l’air sphérique.

Galerie d’images de Proteus avec d’autres lunes. (Crédit : Dr Alyssa Rhoden)

Proteus est la deuxième plus grande lune de Neptune et a été découverte par Voyager 2 en 1989 lorsque le vaisseau spatial a survolé le système Neptune. Malgré sa forme non sphérique, Proteus ne montre aucun signe d’activité géologique actuelle, contrairement à la lune beaucoup plus grande de Neptune, Triton, et est l’un des objets les plus sombres du système solaire.

“Bien sûr, ma lune préférée est Triton !!” Le Dr Candice Hansen-Koharchek, qui est scientifique planétaire et était représentante adjointe de l’expérience de l’équipe d’imagerie Voyager pendant les missions Voyager, s’est exclamée. “Il y a tellement de choses que nous ne savons toujours pas… des questions très fondamentales comme s’il a ou non un océan interne, si les caractéristiques bizarres à la surface sont cryovolcaniques ou non et si la surface et l’océan sous la surface interagissent ou non. . Quelle est la composition de la brillante région polaire sud ? Comment les différentes glaces sont-elles réparties sur la surface ? Tellement de questions intéressantes…”

Mosaïque mondiale de couleurs de Triton prise par Voyager 2 de la NASA en 1989. (Crédit : NASA/NASA-JPL/USGS)

Triton a été découvert par William Lassell en 1846. C’est la plus grande des 13 lunes de Neptune, et peut-être la plus intrigante, avec son terrain de cantaloup et ses stries sombres de geysers à travers sa surface, que les scientifiques de Voyager ont déterminés comme étant des geysers lorsque Voyager 2 a survolé en 1989, Triton pourrait éventuellement contenir un océan liquide intérieur. Malgré le très bref survol, les scientifiques ont beaucoup appris sur cette petite lune, dont le diamètre est d’environ la moitié de la largeur des États-Unis à 2 700 kilomètres (1 680 miles). Aucun vaisseau spatial n’explore actuellement Triton ou n’est prévu de s’y rendre, donc Voyager 2 reste le seul objet fabriqué par l’homme à visiter cette mystérieuse et intrigante sortie lunaire dans les profondeurs du système solaire.

“Europa, la sixième plus grande lune du système solaire, est sans aucun doute ma lune préférée”, a déclaré le Dr Antonio Paris, qui est le chercheur en chef du Center for Planetary Science. “Des recherches récentes sur Europa ont découvert des preuves inférées d’un océan d’eau sous la surface glacée de la lune. Europa, par conséquent, peut avoir les ingrédients nécessaires à la vie : eau, énergie et molécules complexes connues sous le nom de matières organiques. Les données actuelles, cependant, sont encore au mieux des spéculations. Par conséquent, les planétologues comme moi espèrent trouver les réponses avec la mission Europa Clipper !

Image en couleurs vraies d’Europe prise par le vaisseau spatial Juno de la NASA en septembre 2022. (Crédit : NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute/Malin Space Science Systems/Kevin M. Gill)

Comme Io, la deuxième lune galiléenne de Jupiter, Europe, a été découverte par Galileo Galilei en 1610 et présente également une surface sans cratère en raison du réchauffement des marées. Mais au lieu d’un volcanisme extrême, Europe abrite un océan intérieur dont on estime qu’il contient plus du double du volume de tous les océans de la Terre combinés, bien qu’Europe soit plus petite que la Lune de la Terre. Europa a été explorée pour la première fois de près par Voyager 1 et 2 en 1979, qui ont présenté des preuves solides d’un océan intérieur sous la coquille de glace d’Europa. Le Dr Paris mentionne la mission Europa Clipper de la NASA, qui est une mission phare de la NASA conçue pour explorer Europa à la recherche de signes potentiels d’habitabilité dans l’océan profond de la petite lune.

“Ma lune préférée dans le système solaire est la lune géante de Saturne, Titan”, a déclaré le Dr Jason Barnes, qui est professeur au Département de physique de l’Université de l’Idaho. “Titan est particulièrement génial car il est membre de tant de clubs planétaires différents. Le manteau d’eau liquide souterrain de Titan en fait un monde océanique, comme Europe, Ganymède et Encelade. Mais en même temps, Titan est l’un des quatre endroits que nous connaissons dans l’univers entier qui arborent à la fois une surface solide et une atmosphère épaisse, avec Vénus, la Terre et Mars. Seuls la Terre et Titan ont des lacs et des mers de liquide de surface, et ce sont encore la Terre et Titan qui ont une grande quantité d’eau à proximité de molécules organiques complexes. Tous ces éléments font de Titan un choix logique pour l’exploration future, et c’est pourquoi nous envoyons l’atterrisseur relocalisable Dragonfly à Titan pour enquêter sur une éventuelle chimie prébiotique, pour vérifier son habitabilité et pour rechercher des signatures chimiques de vie potentielle là-bas. Dragonfly sera lancé en juin 2027 et arrivera sur Titan après une croisière spatiale de 6,5 ans, après quoi il volera dans les airs de Titan vers plus de 20 sites d’atterrissage différents en tant qu’octocoptère de près d’une tonne. Nous sommes impatients de partager l’aventure de Dragonfly avec vous tous une fois qu’il arrivera d’ici 2034 !

Image en fausses couleurs de Titan prise par le vaisseau spatial Cassini de la NASA prise en octobre 2004. (Crédit : NASA/JPL/Space Science Institute)

La plus grande lune de Saturne, Titan, qui est également la deuxième plus grande lune du système solaire, a été découverte par Christiaan Huygens en mars 1655, et est la seule lune à posséder une atmosphère dense composée d’une brume épaisse que les caméras dans le spectre visible ne peuvent pas pénétrer . Titan a d’abord été exploré par Pioneer 11 de la NASA et plus tard par Voyager 1 et 2, mais aucun des engins spatiaux ne possédait l’équipement nécessaire pour pénétrer dans l’atmosphère épaisse et voir la surface. Ce n’est que lors de la mission Cassini de la NASA avec son radar et ses instruments infrarouges que les scientifiques ont pu voir la surface pour la première fois, révélant d’innombrables lacs de méthane liquide et d’éthane, faisant de Titan le seul corps planétaire connu autre que la Terre à avoir des corps de liquide à sa surface. Au cours de la mission, Cassini a déployé la sonde Huygens de l’Agence spatiale européenne qui a atterri à la surface de Titan, devenant ainsi le premier vaisseau spatial à atterrir sur un corps planétaire du système solaire externe. Comme l’a déclaré le Dr Barnes, la mission Dragonfly de la NASA sera envoyée sur Titan pour explorer l’habitabilité potentielle de la lune et couvrira des centaines de kilomètres de la surface de Titan au cours d’une mission de deux ans.

“Ma lune préférée dans le système solaire est Ganymède, simplement parce que c’est une planète sous un autre nom”, a déclaré le Dr Paul Byrne, professeur agrégé au Département des sciences de la Terre et des planètes à l’Université de Washington à St. Louis. Bien que le Dr Byrne pense que Ganymède serait appelé une planète si ce n’était pas une lune autour de Jupiter, il s’empresse de souligner que Ganymède ne serait pas resté une planète s’il ne s’était pas formé autour de Jupiter en premier lieu.

Image de Ganymède prise par le vaisseau spatial Juno de la NASA en 2021. (Crédit : NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute/Malin Space Science Systems/Kevin M. Gill)

“Mais Ganymède est magnifique”, poursuit le Dr Byrne. “Il a une couche extérieure de glace d’eau très complexe sur le plan géologique, montrant à la fois des régions anciennes et relativement récentes. Sous cette coquille se trouve un océan d’eau liquide jusqu’à 900 kilomètres de profondeur. Plus probablement, au lieu d’un seul océan d’eau, il y a une couche de glace à haute pression à la base d’un océan un peu plus mince. En fait, il est même possible qu’il y ait des couches intercalées d’océan et de glace, formant un intérieur en forme d’oignon sous l’extérieur glacé. Et puis, sous toute la glace et l’eau se trouve un corps planétaire rocheux de la même taille que la Lune. Et ce corps rocheux doit sûrement être différencié, tout comme la Lune, et la Terre, Vénus, Mars et Mercure, car l’intérieur rocheux de Ganymède a en son centre un noyau de fer liquide, dont le mouvement génère un champ magnétique moderne. Ce champ fait de Ganymède l’un des trois seuls corps rocheux du système solaire à générer un champ magnétique moderne, les deux autres étant la Terre et Mercure. LàIl y a beaucoup d’autres choses intéressantes à propos de Ganymède, mais c’est sa taille, sa structure intérieure et son champ magnétique moderne qui, ensemble, me fascinent et en font ma lune préférée du système solaire.

Tout comme Io et Europe, la troisième lune galiléenne de Jupiter, Ganymède, a également été découverte par Galileo Galilei en 1610, et est la plus grande lune du système solaire, encore plus grande que la planète Mercure et la planète naine Pluton. Ganymède a été visité pour la première fois par le Pioneer 10 de la NASA, puis par le Pioneer 11, mais a reçu sa première étude approfondie de Voyager 1 et 2 en 1979, Voyager 1 imaginant une surface qui avait une combinaison de cratères et de terrain lisse, qui contraste à la fois avec Io et Europa. surfaces respectives. Le vaisseau spatial Galileo de la NASA est devenu le premier vaisseau spatial à orbiter autour de Jupiter et a pu fournir les analyses les plus approfondies de Ganymède, y compris l’identification d’une magnétosphère mentionnée par le Dr Byrne, ainsi que des images rapprochées révélant une surface très diversifiée. Le télescope spatial Hubble de la NASA, qui est en orbite terrestre, a fourni plus tard la preuve que Ganymède abrite un océan intérieur un peu comme Europe.

Quelles sont vos lunes préférées du système solaire et qui, selon vous, sera la première à confirmer l’existence de la vie au-delà de la Terre ?

Comme toujours, continuez à faire de la science et continuez à regarder vers le haut !

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