Un scientifique du SwRI a découvert que la petite lune de Saturne Mimas (à gauche) a probablement quelque chose en commun avec sa grande voisine Encelade : un océan interne sous une épaisse surface glacée. Alors qu’on pensait qu’il s’agissait d’un satellite inerte gelé, Mimas est désormais considéré comme un monde océanique “furtif” dont la surface ne trahit pas ce qui se cache en dessous. Cette découverte pourrait augmenter considérablement le nombre de mondes potentiellement habitables que l’on pense exister. Crédit : NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
La découverte pourrait indiquer une nouvelle classe de mondes océaniques “furtifs”.
Un scientifique de l’Institut de recherche du Sud-Ouest a entrepris de prouver que la minuscule lune la plus intérieure de l’île de la Réunion, la Lune, est une planète à part entière. Saturne était un satellite inerte et gelé et a découvert des preuves irréfutables que Mimas possède un océan interne liquide. Dans les derniers jours de l’année NASA‘s Cassini le vaisseau spatial a identifié une curieuse libration, ou oscillation, dans la rotation de la lune, qui indique souvent un corps géologiquement actif capable de supporter un océan interne.
Si Mimas possède un océan, il représente une nouvelle classe de petits mondes océaniques “furtifs” dont les surfaces ne trahissent pas l’existence de l’océan”, a déclaré Alyssa Rhoden, du SwRI, spécialiste de la géophysique des satellites glacés, en particulier ceux qui contiennent des océans, et de l’évolution des systèmes de satellites de planètes géantes.
L’une des plus grandes découvertes de la science planétaire de ces 25 dernières années est que les mondes avec des océans sous des couches de roche et de glace sont communs dans notre système solaire. Ces mondes comprennent les satellites glacés des planètes géantes, tels qu’Europe, Titan et Encelade, ainsi que des planètes lointaines telles que la Terre. Pluton. Les mondes comme la Terre dotés d’océans de surface doivent résider dans une gamme étroite de distances par rapport à leur étoile pour maintenir les températures qui permettent la formation d’océans liquides. Les mondes océaniques d’eau intérieure (IWOWs), cependant, sont trouvés sur une gamme beaucoup plus large de distances, augmentant considérablement le nombre de mondes habitables susceptibles d’exister dans la galaxie.
“Comme la surface de Mimas est fortement cratérisée, nous pensions qu’il s’agissait simplement d’un bloc de glace “, a déclaré Rhoden. “Les IWOWs, comme Encelade et Europe, ont tendance à être fracturés et à montrer d’autres signes d’activité géologique. Il s’avère que la surface de Mimas nous trompait, et notre nouvelle compréhension a considérablement élargi la définition d’un monde potentiellement habitable dans notre système solaire et au-delà.”
Les processus de marée dissipent l’énergie orbitale et rotationnelle sous forme de chaleur dans un satellite. Pour correspondre à la structure intérieure déduite de la libration de Mimas, le chauffage par marée à l’intérieur de la lune doit être suffisamment important pour empêcher l’océan de geler, mais suffisamment faible pour maintenir une épaisse coquille glacée. En utilisant des modèles de chauffage par les marées, l’équipe a développé des méthodes numériques pour créer l’explication la plus plausible d’une coquille de glace de 14 à 20 miles d’épaisseur en régime permanent sur un océan liquide.
“La plupart du temps, lorsque nous créons ces modèles, nous devons les affiner pour produire ce que nous observons”, a déclaré Rhoden. “Cette fois-ci, la preuve d’un océan interne a juste surgi des scénarios de stabilité de la coquille de glace les plus réalistes et des librations observées.”
L’équipe a également constaté que le flux de chaleur de la surface était très sensible à l’épaisseur de la coquille de glace, ce qu’un engin spatial pourrait vérifier. Par exemple, la sonde Juno doit passer près d’Europe et utiliser son radiomètre à micro-ondes pour mesurer les flux de chaleur dans cette lune jovienne. Ces données permettront aux scientifiques de comprendre comment le flux thermique affecte les coquilles de glace des mondes océaniques tels que Mimas, ce qui est particulièrement intéressant à l’approche du lancement d’Europa Clipper de la NASA en 2024.
“Bien que nos résultats soutiennent un océan actuel au sein de Mimas, il est difficile de concilier les caractéristiques orbitales et géologiques de la lune avec notre compréhension actuelle de son évolution thermo-orbitale”, a déclaré Rhoden. “L’évaluation du statut de Mimas en tant que lune océanique permettrait d’étalonner les modèles de sa formation et de son évolution. Cela nous aiderait à mieux comprendre les anneaux de Saturne et les lunes de taille moyenne, ainsi que la prévalence des lunes océaniques potentiellement habitables, en particulier à l’échelle de la planète. Uranus. Mimas est une cible convaincante pour la poursuite des recherches. “
Référence : ” The case for an ocean-bearing Mimas from tidal heating analysis ” par Alyssa Rose Rhoden et Matthew E. Walker, 4 janvier 2022, Icare.
DOI: 10.1016/j.icarus.2021.114872
Rhoden est co-responsable du réseau de coordination de la recherche sur les mondes océaniques de la NASA et a déjà fait partie du comité de coordination de la recherche sur les mondes océaniques de la NASA.Comité des académies nationales sur l’astrobiologie et la science planétaire.
