Europa Clipper : en route pour explorer l’habitabilité d’une lune glacée de Jupiter

Europa Clipper vient d’être lancée par la NASA avec l’objectif d’étudier l’habitabilité d’Europe.

Cette lune glacées de Jupiter est une cible particulièrement prometteuse parce qu’elle renfermerait un océan d’eau liquide salée sous sa croûte. Comment la sonde va-t-elle l’étudier ?

Des indices prometteurs laissent supposer qu’Europe renferme d’un océan sous sa surface. Les précédentes missions et études avancent que cette lune jovienne posséderait des sources d’énergie potentielles.

Cependant, plusieurs questions demeuraient : la chimie sur Europe pourrait-elle permettre l’émergence de la vie ? Et si oui, ces conditions pourraient-elles se maintenir assez longtemps pour que la vie se développe ?

Cocher les critères d’habitabilité

La mission Europa Clipper cherchera à répondre à ces questions d’habitabilité en se concentrant sur quatre critères principaux : la présence d’eau liquide, une source d’énergie, une chimie adaptée et une stabilité temporelle suffisante.

Qu’est-ce que l’habitabilité d’une planète ou d’une lune ? Comment la sonde va-t-elle explorer ces critères ?

Réponses avec Ines Belgacem, planétologue et chercheuse chez Aurora Technology pour l’ESA. Elle travaille sur la caméra EIS d’Europa Clipper et est aussi chargée des missions scientifiques pour la sonde JUICE.

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La mission JUICE part explorer les lunes glacées de Jupiter

Lunes glacées : avoir l’eau à la bouche

La plus petite lune de Saturne, Mimas, renferme un océan d’eau sous sa surface glacée. Elle rejoint ainsi le quatuor des lunes glacées océaniques : Europe, Encelade, Titan et Ganymède. Comment cette découverte intervient-elle dans l’étude des conditions d’apparition de la vie ?

Avec

• Athéna Coustenis Astrophysicienne à l’Observatoire de Paris-PSL, directrice de recherche CNRS au Laboratoire de Recherches Spatiales et d’Instrumentation en Astrophysique (LESIA)
• Valéry Lainey Astronome de l’Observatoire de Paris-PSL, à l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE).

Une récente étude parue dans la revue Nature décrit une découverte : celle d’un océan formé sous la surface de Mimas, une lune de Saturne. La vie pourrait-elle se cacher dans les océans subglaciaires des lunes glacées ?

Nous sommes presque certains que cinq lunes cachent sous leur surface des océans d’eau liquide : Europe et Ganymède, les satellites de Jupiter, et pour Saturne : Encelade, Titan et maintenant Mimas. Mimas, qui ressemble à l’Étoile de la mort dans Star Wars, devient une nouvelle cible pour la recherche de la vie. Contrairement à ce que l’on pensait, ces astres, a priori inhospitaliers, ne sont pas des mondes morts, inertes, mais bien actifs et évolutifs. Ils sont d’ailleurs les meilleurs candidats pour la recherche d’une vie extraterrestre. En route vers les mondes subaquatiques de notre système solaire !

Un océan sous la glace de Mimas

La petite lune de Saturne Mimas héberge un océan d’eau liquide global sous une couche de glace. Une conclusion issue de l’analyse des données de la sonde Cassini par des chercheurs dirigés par l’astronome Valéry Lainey de l’Observatoire de Paris.

Dans notre Système solaire, la Terre n’a pas le monopole des océans. Et il ne s’agit pas ici de ceux qui ont existé dans un lointain passé (comme pour Mars), mais bien d’océans actuels.

Ceux-ci sont abrités sous une épaisse couche de glace au sein des lunes Europe et Ganymède pour Jupiter, ainsi qu’Encelade et Titan pour Saturne. Et toujours autour de la géante aux anneaux, Mimas s’ajoute à la liste.

L’Étoile Noire de Saturne

Lune modeste (396 km de large) de Saturne, Mimas a été découverte en 1789 par l’astronome William Herschel.

Ce sont les sondes robotiques d’exploration Pioneer 11, Voyager 1 & 2, puis Cassini qui ont permis d’étudier plus avant ce petit corps qui se distingue par le cratère Herschel de 130 km, une taille imposante au regard de celle de Mimas.

Cette cicatrice d’un impressionnent impact fait ressembler ce satellite naturel de Saturne à l’Étoile Noire de la saga Star Wars. La NASA ne manque d’ailleurs pas d’utiliser cette référence à la pop culture pour communiquer !
Comme d’autres lunes (et notamment celle de la Terre), Mimas subit un verrouillage gravitationnel qui fait qu’elle offre constamment la même face à la planète autour de laquelle elle tourne. Et des astronomes ont émis en 2014 l’hypothèse qu’elle puisse héberger un océan sous-glaciaire à l’image de Titan et Encelade, deux autres lunes de Saturne.

Un océan récent

Dix ans plus tard, la même équipe de chercheurs est en mesure de démontrer leur hypothèse. Dirigée par Valéry Lainey de l’Observatoire de Paris, elle s’est penchée sur les données de la sonde Cassini de la NASA qui a exploré le système saturnien de 2004 à 2017 (dans le cadre de la mission américano-européenne Cassini-Huygens).

Ces données documentent les oscillations de la rotation de Mimas sur elle-même (ce qu’on appelle des librations, également constatées pour la Lune). Leur étude approfondie montre que, sous une couche de glace de 20 à 30 km d’épaisseur, Mimas héberge un océan global.

Surtout, cet océan est apparu «récemment» (sur l’échelle des temps géologiques et astronomiques), voici seulement 5 à 15 millions d’années en raison des effets de l’influence gravitationnelle d’autres lunes de la géante aux anneaux.

Dans un communiqué, le CNRS avance que cette découverte «pourrait faire de Mimas la nouvelle cible à privilégier pour l’étude des conditions d’apparition de la vie dans le Système solaire».