Ce que l'on soupçonnait depuis longtemps est maintenant confirmé: la lune de Jupiter Europa a de l'eau. Comme nous en avons appris davantage sur le système solaire externe ces dernières années, Europa est devenue une cible hautement prioritaire dans la recherche de la vie. Avec cette découverte, la NASA vient de peindre un gros oeil de boeuf 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 que Europa a 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'elle avait de l'eau liquide dans un océan souterrain, maintenue au-dessus du point de congélation par la flexion des marées de Jupiter. Cette flexion des marées non seulement maintient l'eau sous forme liquide, elle crée un mouvement de plaque de glace similaire aux plaques tectoniques sur Terre, selon l'hypothèse.
Plus de 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 fait leur chemin vers la surface. Cela montre que le fond marin peut interagir avec la surface, une considération importante lors de la réflexion sur l'habitabilité.
La découverte de panaches liquides a soulevé le niveau d'excitation concernant l'habitabilité potentielle d'Europa.
En 2012, le Hubble a capturé une image d'Europa montrant ce que beaucoup ont interprété comme un panache de vapeur d'eau sortant d'une fissure dans la surface gelée, tirant jusqu'à environ 200 km (120 miles) de haut. (À titre de comparaison, le mont Everest ne mesure que 8,8 km de hauteur.) En 2016, Hubble avait plus de preuves suggérant des panaches.
Le vaisseau spatial Galileo de la NASA a détecté des perturbations dans le champ magnétique de Jupiter près d'Europa 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 de 206 km (128 mi) de la surface d'Europa en 1997 et certains chercheurs suggèrent qu'il a réellement volé à travers un panache.
Mais dans toutes ces données, il n'y a pas eu de découverte définitive d'eau. Maintenant, cela a changé.
"Cette première identification directe de la vapeur d'eau sur Europa 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 scientifique planétaire de la NASA, a publié un article annonçant la découverte de l'eau à Europa. Le document est intitulé "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 conditions de 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. 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. "
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 lb / s). Ils indiquent 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'Europa, mais aussi son absence dans les limites de notre méthode de détection.»
Les résultats proviennent de l'observation du temps avec le W.M. Observatoire Keck à Hawaï. Au cours de 17 nuits d'observation en 2016 et 2017, l'équipe n'a trouvé le signal distinct et faible de vapeur d'eau qu'une seule fois. La vapeur a été détectée sur l’hémisphère leader d’Europe alors qu’elle orbite autour de Jupiter. (Europa est étroitement verrouillée sur Jupiter, tout comme la Lune sur 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 dans l'hémisphère leader d'Europe.
"Cette première identification directe de la vapeur d'eau sur Europa est une confirmation critique de nos détections originales d'espèces atomiques, et elle met en évidence la rareté apparente de grands panaches sur ce monde glacial", a déclaré Lorenz Roth, astronome et physicien du KTH Royal Institute of Technology à Stockholm, qui a dirigé l'étude Hubble 2013 et a été co-auteur de cette enquête récente.
Roth fait référence à la détection des composants qui composent l'eau se trouvant au-dessus d'Europa. Bien qu'intrigant, ce n'est pas la même chose que découvrir l'eau. Pour trouver l'eau, l'équipe a dû utiliser l'observatoire au sol Keck et son spectrographe, car aucun vaisseau spatial actuel n'a la capacité de détecter l'eau.
Il n’est pas facile de déterminer qu’il s’agit d’eau plutôt que de simples composants de l’eau, en particulier à partir de la Terre. L’équipe à l’origine de cette étude a dû composer avec l’eau dans l’atmosphère terrestre et, pour ce faire, elle s’est appuyée sur une modélisation mathématique complexe et une modélisation informatique.
L'équipe est confiante dans ses résultats, même si elle reconnaît qu'une mission en Europe est nécessaire pour vraiment comprendre la lune.
"Nous avons effectué des contrôles de sécurité diligents pour éliminer les contaminants potentiels 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'Europa pour voir ce qui se passe réellement."
J'espère 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. L'Europa Clipper a été déplacé à sa phase de conception finale en août 2019 et devrait être lancé au milieu des années 2020. Il emportera toute une série d'instruments pour sonder les mystères d'Europa. Le plus excitant de tous pourrait être son radar pénétrant le 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.
En 2019, le Congrès a octroyé 195 millions de dollars à la NASA 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'Europa est un environnement difficile à atterrir. Le Congrès sait peut-être que les débarquements attirent énormément d'intérêt public.
Bien sûr, ce n'est pas seulement l'environnement de surface d'Europe qui pose problème. Le rayonnement autour de Jupiter est extrême, et pour réussir, l'Europa Clipper devra suivre de larges orbites elliptiques, ne se rapprochant d'Europa que pendant des périodes de temps, avant de se retirer en lieu sûr. C’est ainsi que le vaisseau spatial Juno de la NASA fait face au rayonnement de Jupiter.
Mais même ainsi, le Clipper pourra directement imager tous les panaches, et même les échantillonner avec ses spectromètres de masse. Il pourra également étudier la surface plus en détail que jamais.
Nous devons cependant être patients. Juno a mis cinq ans pour atteindre Jupiter. Si la mission Europa Clipper démarre au milieu des années 2020, nous n'obtiendrons aucun résultat scientifique avant 2030 ou plus tard.
Plus:
- Communiqué de presse: Des scientifiques de la NASA confirment la vapeur d'eau sur Europa
- Document de recherche: une mesure de la vapeur d'eau dans un environnement largement calme sur Europa
- Vidéo du magazine spatial: Explorer les lunes glacées de Jupiter. Europa Clipper de la NASA et JUICE de l'ESA
