De la vapeur d'eau vient d'être trouvée sur Europe, plus de preuves qu'il y a de l'eau liquide sous toute cette glace
Ce que l'on soupçonnait depuis longtemps est maintenant confirmé : la lune de Jupiter, Europe, a de l'eau. Au fur et à mesure que nous en avons appris davantage sur le système solaire externe ces dernières années, Europe est devenue une cible prioritaire dans la recherche de la vie. Avec cette découverte, la NASA vient de peindre un gros œil de bœuf rouge sur la plus petite lune galiléenne de Jupiter.
« Bien que les scientifiques n'aient pas encore détecté directement l'eau liquide, nous avons trouvé la meilleure chose suivante : l'eau sous forme de vapeur. »
Lucas Paganini, scientifique planétaire de la NASA, responsable de la recherche.
Avant cette découverte, les scientifiques avaient déjà des preuves qu'Europe avait le potentiel d'abriter la vie. La lune a la surface la plus lisse de tous les objets du système solaire, ce qui a conduit les scientifiques à émettre l'hypothèse qu'il y avait de l'eau liquide dans un océan souterrain, maintenu au-dessus du point de congélation par la flexion des marées de Jupiter. Cette flexion des marées maintient non seulement l'eau sous forme liquide, mais crée un mouvement des plaques de glace similaire aux plaques tectoniques sur Terre, selon l'hypothèse.
Les scientifiques ont trouvé des preuves de la tectonique des plaques sur la lune Europa de Jupiter. Cette illustration conceptuelle du processus de subduction (où une plaque est forcée sous une autre) montre comment une partie extérieure froide et cassante de la coquille de glace d'Europe de 20 à 30 kilomètres d'épaisseur (environ 10 à 20 milles) s'est déplacée vers l'intérieur de la coquille plus chaude et a été finalement englobé. Une bande de subsomption à faible relief a été créée à la surface de la plaque supérieure, le long de laquelle des cryolavas peuvent avoir éclaté. Crédit image : Noah Kroese, I.NK
D'autres preuves sont venues de l'étude des taches brunes sur la surface d'Europe. Les scientifiques ont émis l'hypothèse que ce sont des produits chimiques de l'océan souterrain qui ont remonté à la surface. Cela montre que le fond marin pourrait interagir avec la surface, une considération importante lorsqu'on pense à l'habitabilité.
La découverte de panaches liquides a augmenté le niveau d'excitation quant à l'habitabilité potentielle d'Europe.
Vue d'artiste de l'intérieur d'Europe, basée sur les données obtenues par les sondes spatiales Galileo Crédit : NASA
En 2012, Hubble a capturé une image d'Europe montrant ce que beaucoup ont interprété comme un panache de vapeur d'eau sortant d'une fissure dans la surface gelée, atteignant environ 200 km (120 miles) de haut. (À titre de comparaison, le mont Everest n'a que 8,8 km de haut.) En 2016, Hubble avait davantage de preuves suggérant des panaches.
Cette image composite montre des panaches présumés de vapeur d'eau en éruption à 7 heures du limbe de la lune de Jupiter Europa. Les panaches, photographiés par le spectrographe d'imagerie de Hubble, ont été vus en silhouette alors que la lune passait devant Jupiter. La sensibilité aux ultraviolets de Hubble a permis de discerner les caractéristiques, s'élevant à plus de 160 kilomètres au-dessus de la surface glacée d'Europe. On pense que l'eau provient d'un océan souterrain sur Europa. Les données Hubble ont été prises le 26 janvier 2014. L'image d'Europe, superposée aux données Hubble, est assemblée à partir des données des missions Galileo et Voyager. Crédit d'image : Nasa , CETTE , W. Sparks (STScI) et le USGS Astrogeology Science Center
Le vaisseau spatial Galileo de la NASA a détecté des perturbations dans le champ magnétique de Jupiter près d'Europe pendant le temps de ce vaisseau spatial à Jupiter, de 1995 à 2003. Les scientifiques ont attribué ces perturbations à un océan salé qui pourrait exister sous la surface gelée de la lune, car un océan salé peut conduire l'électricité.
En outre, le vaisseau spatial Galileo s'est approché à 206 km (128 mi) de la surface d'Europe en 1997 et certains chercheurs suggèrent qu'il est en fait a volé à travers un panache .
Mais dans toutes ces données, il n'y avait pas de découverte définitive d'eau. Maintenant, cela a changé.
« Cette première identification directe de vapeur d'eau sur Europe est une confirmation critique de nos détections originales d'espèces atomiques… »
Lorenz Roth, astronome et physicien, KTH Royal Institute of Technology à Stockholm, co-auteur.
Une équipe de scientifiques dirigée par Lucas Paganini, un planétologue de la NASA, a publié un article annonçant la découverte de l'eau à Europa. Le document s'intitule ' Une mesure de la vapeur d'eau dans un environnement largement calme sur Europa . ' Il est publié le 18 novembre dans la revue Nature.
Dans un communiqué de presse, Paganini a déclaré : « Les éléments chimiques essentiels (carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore et soufre) et les sources d'énergie, deux des trois exigences pour la vie , se trouvent partout dans le système solaire. Mais le troisième – l'eau liquide – est quelque peu difficile à trouver au-delà de la Terre. Alors que les scientifiques n'ont pas encore détecté l'eau liquide directement, nous avons trouvé la prochaine meilleure chose : l'eau sous forme de vapeur.
L'illustration de cet artiste montre à quoi pourraient ressembler des panaches de vapeur d'eau éjectés du pôle sud d'Europe. Image : NASA, ESA, L. Roth (Southwest Research Institute, USA/Université de Cologne, Allemagne) et M. Kornmesser.
Paganini et les autres scientifiques ont déclaré avoir détecté suffisamment d'eau pour remplir une piscine olympique en quelques minutes ; environ 2360 kg/seconde (5202 lbs/sec.) Ils signalent également que l'eau n'apparaît que rarement. 'Pour moi, ce qui est intéressant dans ce travail, ce n'est pas seulement la première détection directe d'eau au-dessus d'Europe, mais aussi son absence dans les limites de notre méthode de détection.'
Les résultats découlent du temps d'observation avec le W.M. Observatoire Keck à Hawaï. Au cours des 17 nuits d'observation en 2016 et 2017, l'équipe n'a trouvé qu'une seule fois le signal faible et distinct de vapeur d'eau. La vapeur a été détectée sur l'hémisphère principal d'Europe alors qu'elle orbite autour de Jupiter. (L'Europe est liée par marée à Jupiter, tout comme la Lune l'est à la Terre.)
L'eau émet de la lumière infrarouge à des fréquences spécifiques lorsqu'elle interagit avec le rayonnement solaire. En utilisant un spectrographe sur le télescope Keck, les scientifiques ont mesuré la composition chimique de l'hémisphère principal d'Europe.
Les molécules d'eau émettent des fréquences spécifiques de lumière infrarouge lorsqu'elles interagissent avec le rayonnement solaire.
Crédits : Michael Lentz/NASA Goddard
'Cette première identification directe de vapeur d'eau sur Europa est une confirmation critique de nos détections originales d'espèces atomiques, et elle met en évidence la rareté apparente des grands panaches sur ce monde glacé', a déclaré Lorenz Roth, astronome et physicien du KTH Royal Institute of Technology à Stockholm qui a dirigé l'étude Hubble en 2013 et a été co-auteur de cette récente enquête.
Roth fait référence à la détection des composants qui composent l'eau se trouvant au-dessus d'Europe. Bien qu'intriguant, ce n'est pas la même chose que de découvrir l'eau. Pour trouver l'eau, l'équipe a dû utiliser l'observatoire terrestre de Keck et son spectrographe, car aucun vaisseau spatial actuel n'a la capacité de détecter l'eau.
Les télescopes jumeaux Keck projettent leurs étoiles de guidage laser au cœur de la Voie lactée par une nuit magnifiquement claire au sommet du Mauna Kea. Crédit : keckobservatory.org/Ethan Tweedie
Déterminer qu'il s'agit d'eau plutôt que de simplement les composants de l'eau n'est pas facile, surtout depuis la Terre. L'équipe à l'origine de cette étude a dû faire face à l'eau de l'atmosphère terrestre et pour ce faire, elle s'est appuyée sur une modélisation mathématique et informatique complexe.
L'équipe est confiante dans leurs résultats, même s'ils reconnaissent qu'une mission en Europe est nécessaire pour vraiment comprendre la lune.
'Nous avons effectué des contrôles de sécurité diligents pour éliminer les contaminants possibles dans les observations au sol', a déclaré Avi Mandell, un scientifique planétaire Goddard de l'équipe de Paganini. 'Mais, finalement, nous devrons nous rapprocher d'Europe pour voir ce qui se passe vraiment.'
Espérons que les scientifiques - et le reste d'entre nous - n'auront pas à attendre trop longtemps pour obtenir des réponses plus définitives aux nombreuses questions d'Europa. Les Tondeuse Europe a été déplacé vers sa phase de conception finale en août 2019 et devrait être lancé au milieu des années 2020. Il emportera toute une suite d'instruments pour sonder les mystères d'Europe. Le plus excitant de tous est peut-être son radar à pénétration de sol. Il pourrait voir à travers la glace et confirmer une fois pour toutes l'existence d'un océan souterrain.
Comme si un orbiteur ne suffisait pas, on parle aussi d'un atterrisseur Europa.
Rendu d'artiste d'une éventuelle mission Europa Lander, qui explorerait la surface de la lune glacée dans les décennies à venir. Crédits : : NASA/JPL-Caltech
En 2019, le Congrès a accordé à la NASA 195 millions de dollars pour étudier le développement d'un atterrisseur dans le cadre de la mission Clipper. La NASA n'a jamais demandé cet argent, probablement en partie parce que la surface d'Europe est un environnement difficile atterrir dessus. Peut-être que le Congrès sait que les débarquements attirent énormément d'intérêt du public.
Bien sûr, ce n'est pas seulement l'environnement de surface d'Europe qui est problématique. Le rayonnement autour de Jupiter est extrême, et pour réussir, l'Europa Clipper devra suivre de larges orbites elliptiques, ne s'approchant d'Europa que pendant un certain temps, avant de se retirer en lieu sûr. C'est ainsi que le vaisseau spatial Juno de la NASA affronte le rayonnement de Jupiter.
Mais même ainsi, le Clipper pourra directement imager tous les panaches, et même les échantillonner avec ses spectromètres de masse. Il sera également capable d'étudier la surface plus en détail que jamais.
Il faudra quand même être patient. Junon a mis cinq ans pour atteindre Jupiter. Si la mission Europa Clipper est lancée au milieu des années 2020, nous n'obtiendrons aucun résultat scientifique avant 2030 ou plus tard.
Suite:
- Communiqué de presse: Des scientifiques de la NASA confirment la présence de vapeur d'eau sur Europa
- Document de recherche: Une mesure de la vapeur d'eau dans un environnement largement calme sur Europa
- Vidéo de l'univers aujourd'hui : Explorer les lunes glacées de Jupiter. Europa Clipper de la NASA et JUICE de l'ESA