La surface d’Europe, l’une des lunes de Jupiter, est une épaisse couche de glace solide.
Le 14 octobre, la NASALa sonde spatiale Europa Clipper a été lancée vers les lunes de Jupiter. Clipper atteindra la lune jovienne recouverte de glace Europe en 2030 et passera plusieurs années à collecter et à envoyer sur Terre des données précieuses sur l’habitabilité potentielle de la lune.
Clipper n’est pas la seule mission soulignant l’intérêt des chercheurs pour Jupiter et ses Lunes.
Le 13 avril 2023, l’Agence spatiale européenne a lancé une fusée transportant un vaisseau spatial à destination de Jupiter. Le Jupiter Icy Moons Explorer – ou JUICE – passera au moins trois ans sur les lunes de Jupiter après son arrivée en 2031.
Je suis un scientifique planétaire qui étudie la structure et l’évolution des planètes solides et des lunes du système solaire.
Mes collègues et moi-même avons hâte de recevoir les données qu’Europa Clipper et JUICE devraient envoyer à la Terre dans les années 2030 pour de nombreuses raisons. Mais les informations les plus intéressantes concerneront peut-être l’eau. Trois des lunes de Jupiter – Europe, Ganymède et Callisto – abritent de vastes océans souterrains d’eau liquide qui pourraient abriter la vie.
Rencontrez Io, Europe, Ganymède et Callisto
Jupiter possède des dizaines de lunes, dont quatre intéressent particulièrement les planétologues.
Io, Europe, Ganymède et Callisto sont, comme la Lune de la Terre, des planètes relativement grandes, sphériques et complexes. Deux missions précédentes de la NASA ont envoyé des sondes spatiales en orbite autour du système de Jupiter et ont recueilli des données sur ces lunes .La mission Juno a orbité autour de Jupiter de 1995 à 2003 et a permis des découvertes géologiques sur les quatre grandes lunes. La mission Juno est toujours en orbite autour de Jupiter aujourd’hui et a fourni aux scientifiques une vue sans précédent sur la composition, la structure et l’environnement spatial de Jupiter.
Ces missions et d’autres observations ont révélé qu’Io, la plus proche des quatre de sa planète hôte, est en effervescenceactivité géologique , notamment des lacs de lave, des éruptions volcaniques et des montagnes formées par la tectonique. Mais il n’abrite pas de grandes quantités d’eau.
En revanche, Europe, Ganymède et Callisto ont des paysages glacés. La surface d’Europe est un pays des merveilles gelé avec une histoire jeune mais complexe, incluant peut-être des analogues glacés de la tectonique des plaques et des volcans. Ganymède, la plus grande lune de tout le système solaire, est plus grande que Mercure et possède son propre champ magnétique généré en interne à partir d’un noyau de métal liquide . Callisto semble quelque peu inerte par rapport aux autres, mais sert de précieuse capsule temporelle d’un passé ancien qui n’est plus accessible sur les surfaces jeunes d’Europe et d’Io.
Le plus excitant dans tout cela, c’est qu’Europe, Ganymède et Callisto possèdent presque certainement des océans souterrains d’eau liquide .
Mondes océaniques
Europe, Ganymède et Callisto ont des surfaces froides qui sont à des centaines de degrés en dessous de zéro . À ces températures, la glace se comporte comme de la roche solide.
Mais tout comme sur Terre , plus on descend sous terre sur ces lunes, plus il fait chaud. Si l’on descend suffisamment loin, on finit par atteindre la température à laquelle la glace fond en eau. La profondeur exacte de cette transition sur chacune des lunes est un sujet de discussion.Un débat que les scientifiques espèrent résoudre grâce à JUICE et Europa Clipper. Même si les profondeurs exactes sont encore incertaines, les scientifiques sont convaincus de l’existence de ces océans.
La meilleure preuve de l’existence de ces océans provient du champ magnétique de Jupiter. L’eau salée est conductrice d’électricité. Ainsi, lorsque ces lunes traversent le champ magnétique de Jupiter, elles génèrent un champ magnétique secondaire, plus petit , qui signale aux chercheurs la présence d’un océan souterrain. Grâce à cette technique, les planétologues ont pu montrer que les trois lunes contiennent des océans souterrains . Et ces océans ne sont pas petits : l’océan d’Europe à lui seul pourrait en contenir plus du double.l’eau de tous les océans de la Terre réunis.
Une autre question évidente et fascinante est de savoir si ces océans peuvent accueillir la vie extraterrestre. L’eau liquide est un élément important de ce qui rend un monde habitable, mais elle est loin d’être la seule condition nécessaire à la vie. La vie a également besoin d’énergie et de certains produits chimiques.Les composés, en plus de l’eau, peuvent prospérer. Comme ces océans sont cachés sous des kilomètres de glace solide, la lumière du soleil et la photosynthèse sont exclues . Mais il est possible que d’autres sources puissent fournir les ingrédients nécessaires.
Sur Europe, par exemple, l’océan d’eau liquide recouvre un intérieur rocheux . Ce fond marin rocheux pourrait fournir de l’énergie et des produits chimiques par le biais de volcans sous-marins qui pourraient rendre l’océan d’Europe habitable. Mais il est également possible que l’océan d’Europe soit un endroit stérile et inhospitalier. Les scientifiques ont besoin de plus de données pour répondre à ces questions.
Prochaines missions de l’ESA et de la NASA
Europa Clipper et JUICE ont pour vocation de fournir aux scientifiques des informations révolutionnaires sur l’habitabilité potentielle des lunes de Jupiter. Alors que les deux missions recueilleront des données sur plusieurs lunes, JUICE passera du temps en orbite et se concentrera sur Ganymède, tandis qu’Europa Clipper effectuera des dizaines de survols rapprochés d’Europe.
Les deux vaisseaux spatiaux embarqueront une série d’instruments scientifiques conçus spécifiquement pour étudier les océans. Le radar embarqué permettra à Europa Clipper et à JUICE de sonder les lunesLes couches extérieures de glace solide . Le radar pourrait révéler d’éventuelles petites poches d’eau liquide dans la glace ou, dans le cas d’Europe, dont la couche extérieure de glace est plus fine que celle de Ganymède et de Callisto, détecter le plus grand océan .
Des magnétomètres seront également présents sur les deux missions . Ces outils permettront aux scientifiques d’étudier en détail les champs magnétiques secondaires produits par l’interaction des océans conducteurs avec le champ de Jupiter et, espérons-le, donneront aux chercheurs des indices sur la salinité et le volume des océans.
Les scientifiques observeront également de petites variations dans l’attraction gravitationnelle des lunes en suivant les mouvements subtils sur les orbites des deux engins spatiaux, ce qui pourrait aider à déterminer si le fond marin d’Europe possède des volcans qui fournissent l’énergie et l’énergie nécessaires.La chimie pour que l’océan soutienne la vie.
Enfin, les deux engins emporteront une multitude de caméras et de capteurs de lumière qui fourniront des images sans précédent de la géologie et de la composition des surfaces glacées de la Lune.
Peut-être qu’un jour, un vaisseau spatial sera capable de percer les kilomètres de glace solide d’Europe, de Ganymède ou de Callisto et d’explorer directement les océans. En attendant, les observations effectuées par des vaisseaux spatiaux comme Europa Clipper et JUICE sont les meilleures chances pour les scientifiques d’en savoir plus sur ces mondes océaniques.
Lorsque Galilée a découvert ces lunes en 1609, elles étaient les premiers objets connus à orbiter directement autour d’une autre planète. Leur découverte a définitivement enfoncé le clou dans le cercueil de la théorie selon laquelle la Terre – et l’humanité – se trouvent au centre de l’univers. Peut-être que ces mondes nous réservent une autre surprise humiliante.