Une vue d'artiste des geysers sur Europe. On voit aussi, en orange, la lune volcanique de Jupiter, Io, et en noir sur la géante gazeuse, son ombre. © Nasa, Esa et G. Bacon (STScI)

Sciences

C'est confirmé : de la vapeur d'eau jaillit d'Europe, une lune potentiellement habitable

ActualitéClassé sous :europe , Système solaire , océan

Pour la première fois, de l'eau à l'état de vapeur a été détectée autour d'Europe, la lune glacée de Jupiter avec un océan global recouvert d'une banquise. Cette vapeur ne semble pouvoir exister qu'en raison de la présence de geysers.

Il y a 410 ans, en mars 1610, Galilée réalisa que les points lumineux en mouvement qu'il avait découverts autour de Jupiter, quelques mois auparavant avec sa lunette astronomique, devaient être les équivalents de notre Lune pour la Terre. Ces mondes, couramment appelés des lunes galiléennes, avaient été découverts indépendamment, au même moment, par l'astronome allemand Simon Marius. Il leur a donné leurs noms actuels, dérivés des amantes de Zeus, à la suggestion de Johannes Kepler. Il s'agit donc de Io, Europe, Ganymède et Callisto dans l'ordre de la distance croissante à Jupiter.

Io fascine par ses éruptions volcaniques mais pour Europe, c'est sa banquise qui a été observée de près pour la première fois il y a 40 ans, le 9 juillet 1979, par la sonde Voyager 2. Depuis lors, les observations s'accumulent à son sujet et les spéculations aussi en ce qui concerne l'existence de formes de vie dans un océan d'eau liquide sous cette banquise. On peut penser en effet que, tout comme dans le cas d'Io, les forces de marée de Jupiter et des autres lunes galiléennes y provoquent des dégagements de chaleur à l'origine d'un volcanisme important. Au fond de l'océan global d'Europe, il pourrait donc y avoir des sources chaudes hydrothermales similaires à celles que l'on connaît sur Terre avec des oasis de vie. D'ailleurs, la vie sur la Planète bleue a peut-être fait son apparition dans de telles sources.

Une présentation de la découverte des chercheurs de la Nasa. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa's Goddard Space Flight Center, David Ladd

Depuis quelques années, comme le montrent les précédents articles de Futura sur Europe, que l'on peut lire ci-dessous, on a de plus en plus de raisons de penser que des geysers sont occasionnellement en activité sur Europe. Aujourd'hui, une équipe internationale d'astronomes vient de publier dans le journal Nature Astronomy un article qui semble confirmer indirectement leur existence puisqu'il s'agit de la première mesure directe de présence de vapeur d'eau autour d'Europe.

Des geysers à la portée d'Europa Clipper

La glace de la banquise de la lune de Jupiter ne devrait pas se sublimer dans les conditions de pression et de température où elle existe. Nous avons aussi des arguments pour dire que les molécules d'eau détectées ne sont pas le produit de l'intense bombardement de radiation à la surface d'Europe. La vapeur d'eau ne devrait donc pouvoir venir que de geysers.

On peut bien sûr être étonné d'une détection aussi tardive de molécules aussi ordinaires que H2O à l'état de vapeur autour d'Europe. En fait, déjà en 2013, le télescope spatial Hubble avait permis de détecter les éléments chimiques hydrogène (H) et oxygène (O) dans des configurations semblables à des panaches s'élevant d'Europe. Mais il a fallu attendre les observations faites dans le domaine infrarouge depuis le sol à Hawaï pour obtenir la preuve de l'existence de molécules d'eau.

Elles ont été faites à l'aide du Near-Infrared Spectrograph (NIRSPEC) équipant le fameux Observatoire W. M. Keck situé à une altitude de 4.145 mètres sur le mont Mauna Kea de l'île d'Hawaï. Mais la preuve elle-même a nécessité un savant traitement des données pour filtrer des effets parasites dus à l'atmosphère terrestre et mettre en évidence les raies spectrales de la molécule H2O. Ces raies n'ont été détectées qu'au cours d'une seule des 17 campagnes d'observations menées entre 2016 et 2017. À ce moment-là, il semble qu'Europe ait éjecté 2.360 kilogrammes d'eau par seconde, de quoi remplir une piscine de taille olympique en quelques minutes.

On attend donc avec impatience le lancement au cours des années 2020 de la mission Europa Clipper qui devrait réaliser une quarantaine de survols d'Europe, à des distances variant entre 2.700 et 25 kilomètres de sa surface. La sonde est équipée d'instruments qui lui permettront d'analyser la composition des panaches de vapeur d'eau d'Europe, en quête de trace indirecte de la Vie. Une mission encore plus ambitieuse est envisagée conjointement par la Nasa et l’ESA, avec un atterrisseur qui, lui, pourrait partir dans le courant de la décennie 2030.

  • Europe, une lune glacée de Jupiter, contient un océan d'eau liquide sous sa banquise où des formes de vie analogues à celles découvertes autour des sources hydrothermales sur Terre existent peut-être.
  • Des signes de ces formes de vie pourraient être détectables par les instruments de la mission Europa Clipper qui devrait être lancée au cours des années 2020.
  • Hubble aurait détecté des geysers s'élevant d'Europe. Des observations en infrarouge menées au sol avec les instruments de l'Observatoire W. M. Keck vont dans le sens de l'existence de ces geysers en mettant en évidence pour la première fois de la vapeur d'eau autour d'Europe.
  • Europa Clipper pourrait être utilisée pour traverser ces geysers dans un futur proche.
Pour en savoir plus

Geysers d'Europe : repérés il y a vingt ans par Galileo mais découverts aujourd'hui...

Article de Laurent Sacco publié le 22/05/2018

Les archives des données collectées par la sonde Galileo lors d'un de ses survols d'Europe, la plus grosse lune de Jupiter, contenaient un trésor caché. Analysées à l'aide de simulations numériques modernes, ces données confirment la présence de geysers il y a presque vingt ans, dans la région où Hubble les avait ensuite suspectés en 2012.

La vie existe-t-elle ailleurs que sur Terre dans l'Univers ? C'est une des rares questions philosophiques et scientifiques profondes à laquelle l'humanité a de bonnes chances de pouvoir répondre au cours du XXIe siècle. On a d'abord pensé que la réponse viendrait de l'exploration de Mars mais il semble désormais plus probable qu'elle viendra de l'étude des lunes glacées possédant un océan sous une banquise dans le Système solaire. L'exobiologie devrait donc peut-être définitivement acquérir ses lettres de noblesse via l'exploration d'Europe autour de Jupiter et d'Encelade autour de Saturne.

Pour différentes raisons physico-chimiques, l'eau liquide semble indispensable pour l'apparition et le développement de la vie et il existe visiblement de sources d'énergie à l'intérieur d'Europe et de Jupiter qui maintiennent liquide l'eau de cette lune. Elles pourraient servir également à des organismes vivant grâce à l'énergie, non pas de la photosynthèse mais d'une chimiosynthèse comparable à celle exploitée sur Terre dans les abysses autour des sources hydrothermales.

Une présentation de la mission Europa Clipper. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa, JPL

Europa Clipper cherchera des signatures de la vie dans l'océan d'Europe

On pourrait croire que ces formes de vie soient à tout jamais hors de portée de la curiosité d'Homo sapiens, protégées de ses investigations par des kilomètres de banquise, mais la Nature n'est peut-être pas si cruelle car des geysers existent sur Encelade et très probablement aussi sur Europe. Les panaches d'eau crachés pourraient contenir des micro-organismes ou pour le moins des biosignatures que des sondes pourraient détecter en les traversant.

À cet égard, les espoirs sont sans doute grandissants pour les planétologues et les exobiologistes depuis que des indications de plus en plus convaincantes de l'existence de geysers sur Europe. Elles sont d'abord venues des observations du télescope Hubble en 2012 mais elles sortent aujourd'hui de nouvelles analyses de données recueillies par la sonde Galileo lors d'un survol rapproché d'Europe réalisée en 1997. C'est ce que vient de révéler une équipe de chercheurs états-uniens menée par Xianzhe Jia, de l'université du Michigan à Ann Arbor, dans un article de Nature Astronomy.

Or, la nouvelle est aujourd'hui précieuse car la Nasa prépare une mission spécialement dédiée à la lune glacée de Jupiter : Europa Clipper (voir la vidéo ci-dessus).

Illustration de l'artiste de Jupiter et Europa (au premier plan) avec le vaisseau spatial Galileo après son passage à travers un panache émergeant de la surface de l'Europe. Une nouvelle simulation informatique donne une idée de la façon dont le champ magnétique interagit avec un panache. Les lignes de champ magnétique (en bleu) montrent comment le panache interagit avec le flux ambiant du plasma jovien. Les couleurs rouges sur les lignes montrent des zones de plasma plus denses. © Nasa, JPL-Caltech, Univ. of Michigan

Des geysers trahis par le champ magnétique mesuré par la sonde Galileo

Xianzhe Jia, un spécialiste des plasmas et des champs magnétiques du Système solaire et membre de l'équipe chargée des instruments d'Europa Clipper, avait été intrigué par une présentation des observations d'Europe par le télescope Hubble, donnée par l'astronome Melissa McGrath de l'institut Seti, également membre de la mission Europa Clipper. La chercheuse avait mentionné que la sonde Galileo était passée à environ 200 km au-dessus de la région d'où semblaient s'élever des panaches.

Jia et ses collègues ont cherché si la sonde n'avait pas détecté quelque chose de particulier dans le champ magnétique d'Europe à ce moment-là. Leur idée était de trouver dans les données archivées un signal analogue à celui détecté par la sonde Cassini lorsqu'elle est passée tout près des geysers d’Encelade (qu'elle a traversés ensuite). Un tel panache modifie en effet le champ à cause de l'ionisation d'une partie de ses atomes. Bonne pioche : ce fut le cas. Il restait cependant à démontrer, de façon convaincante et solide, que ce signal s'explique bien par la présence de geysers.

Une vidéo de présentation des nouvelles analyses des données prises par Galileo il y a presque 20 ans et qui suggèrent la présence de geysers sur Europe. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa, JPL

Les chercheurs ont alors pu réussi ce que leurs collègues des années 1990 ne pouvaient pas faire, limités qu'ils étaient par la technologie de l'époque : produire une simulation numérique en 3D suffisamment fidèle des interactions d'un plasma avec les corps du Système solaire. Ici, en l'occurrence, les modifications de la magnétosphère d'Europe causées par l'émission de geysers. Alimentée par les données de Hubble sur la dimension des panaches de ces geysers supposés, la simulation a effectivement montré des ondes dans le plasma autour d'Europe, produisant exactement les modifications du champ magnétique observées par Galileo.

Voilà de quoi motiver une préparation encore plus fine de la mission Europa Clipper dans le but de détecter des biosignatures lors d'un des 40 à 45 survols prévus, en particulier à travers des panaches.


La Nasa aurait détecté des geysers sur Europe, cette lune de Jupite

Article de Laurent Sacco publié le 27/09/2016

La Nasa a présenté une conférence de presse ce lundi 26 septembre 2016 avec d'étonnantes images d'Europe, la lune glacée de Jupiter, prises par Hubble. Comme on s'en doutait, ces images sont compatibles avec l'hypothèse d'une reprise de l'activité de geysers déjà probablement observés par le télescope en 2012. Ces panaches ramènent peut-être en surface des formes de vies qui pourraient exister dans l'océan d'Europe.

Comme l'explique la vidéo ci-dessous mise en ligne par la Nasa, en 2012, des astrophysiciens avaient découvert de façon indirecte ce qui semblait bien être des geysers au-dessus du pôle sud d'Europe, la lune glacée de Jupiter. En utilisant une technique similaire à celle mise en œuvre pour détecter et analyser les atmosphères des exoplanètes avec le télescope Hubble, une nouvelle équipe de chercheurs pense avoir elle-aussi obtenu des indications en faveur de l'existence de ces geysers.

Une vidéo de présentation des nouvelles observations de Hubble qui suggèrent la présence de geysers sur Europe. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © NASA Goddard

En effet, à l'occasion d'un transit devant Jupiter, ils ont cherché à mettre en évidence une atmosphère autour d'Europe en mesurant et caractérisant une possible absorption de la lumière ultraviolette réfléchie par Jupiter, car passant à travers cette atmosphère si elle était bien présente. Des panaches transitoires semblent bel et bien avoir été détectés à trois reprises sur une période de 15 mois (à l'occasion de 10 campagnes d'observations), s'élevant à des hauteurs comparables à celles mesurées en 2012 et surtout en provenance des mêmes régions sur la surface d'Europe. Les quantités de matière éjectées sont aussi remarquablement similaires. Deux techniques différentes ont donc conduit aux mêmes conclusions, ce qui est très encourageant.

Une vue d'artiste du cryovolcanisme sur Europe avec une banquise épaisse de quelques kilomètres. La croûte superficielle de la banquise a subie le bombardement des rayons cosmiques ce qui a fait changer sa couleur. En arrière plan Io est en éruption au voisinage de Jupiter, crachant des matériaux soufrés. © Nasa, JPL CalTech

Ces observations restent toutefois encore à confirmer et à consolider, notamment dans l'infrarouge avec le télescope spatial James Webb qui sera lancé en 2018. Mais s'il s'agit bien de geysers, la découverte est très importante pour les exobiologistes. On ne connaît pas très bien l'épaisseur de la banquise qui recouvre l'océan d'Europe. Elle pourrait être de 100 kilomètres ou beaucoup moins. Dans le pire des cas, de tels geysers constitueraient des sondages naturels mettant à notre portée des échantillons de l'eau de cet océan. Des sondes robotisées capables d'analyser ces panaches, et même des petits blocs de glace en orbite autour d'Io qui en seraient issus, pourraient donc nous permettre d'y découvrir des preuves incontestables de la présence de la Vie dans l'océan d'Europe.

Un article au sujet de cette possible découverte sera publié dans Astrophysical Journal.

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Article initial de Laurent Sacco, paru le 23/09/2016

Au cours du mois de décembre 2012, le télescope spatial Hubble a détecté deux immenses panaches de vapeur d'eau, de 200 km de hauteur, s'élevant de l'hémisphère sud d'Europe. La banquise glacée recouvrant cette célèbre lune de Jupiter dissimule en effet un important océan qui contient probablement davantage d'eau liquide que ceux de la Terre.

Cet océan est chauffé par des forces de marée similaires à celles qui font de Io un enfer volcanique. Ces panaches en proviennent vraisemblablement, à moins qu'ils ne trouvent leurs sources dans des poches d'eau enfermées dans cette banquise.

La bande-annonce de 2010 : Odyssée 2, l'adaptation cinématographique du roman d'Arthur Clarke du même nom. Le film raconte notamment la découverte d'une forme de vie à la surface de la banquise d'Europe. © Likeonions, YouTube

Les exobiologistes ont bien sûr spéculé sur l'existence de formes de vie dans l'océan d'Europe, et qui seraient peut-être apparues, comme sur Terre, au voisinage de sources hydrothermales. La « hard science-fiction » s'est emparée avec bonheur de l'idée et la découverte de 2012 ne peut que faire penser à 2010 : Odyssée 2, l'un des romans mythiques d'Arthur Clarke.

L'excitation grandit à nouveau. Le lundi 26 septembre 2016, vers 20 h en heure française, la Nasa tiendra une conférence de presse consacrée à la découverte d'une étonnante activité sur la surface d'Europe qu'a détectée Hubble.

La bande-annonce en français de Europa Report, un film qui raconte la découverte de la vie sur Europe par des astronautes. © SciFiMoviesTheater, YouTube

Le communiqué précise que cette activité pourrait concerner l'océan d'Europe, mais de quel point de vue ? On peut raisonnablement parier qu'il s'agit très probablement, à nouveau, de geysers dont l'activité aurait repris. En ce qui concerne la preuve de l'existence de la vie sur Europe, et malgré la mission Juice, il va falloir encore se limiter à rêver, par exemple avec le film Europa Report, sorti en 2013.

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