Nous les avons repérés pour la première fois il y a 12 ans. Des jets de vapeur d’eau s’échappant dans l’espace par des fissures de glace au pôle sud d’Encelade, une lune glacée en orbite autour de Saturne.
C’était en 2005 – bien avant que la sonde Cassini de la NASA ne plonge dans Saturne en guise de sacrifice scientifique – mais les embruns hydrothermaux détectés par la sonde n’ont jamais été pleinement expliqués. Aujourd’hui, nous pourrions avoir une réponse, et c’est une réponse qui relance l’espoir de trouver un jour la vie sur Encelade.
“L’origine de la puissance soutenue dont dispose Encelade pour rester active a toujours été un peu un mystère”, explique l’astrobiologiste Gaël Choblet, de l’université de Nantes, en France.
“Mais nous avons maintenant examiné plus en détail comment la structure et la composition du noyau rocheux de la lune pourraient jouer un rôle clé dans la production de l’énergie nécessaire.”
Les scientifiques pensent que les panaches qui jaillissent de l’extérieur glacé d’Encelade émanent d’un vaste océan mondial d’eau salée qui se trouve sous la coquille de glace enveloppant la lune.
On estime que cette coquille a une épaisseur moyenne de 25 kilomètres (15,5 miles), et qu’elle peut atteindre 1 kilomètre autour de la région polaire sud, là où les embruns hydrothermaux sont produits.
De minuscules fragments de minéraux dans les panaches détectés par Cassini suggèrent que les sels et la poussière de silice dans les embruns sont formés par de l’eau chaude atteignant environ 90°C (194°F) qui interagit avec la roche du noyau rocheux d’Encelade.
Mais pour que cette interaction se produise, il faudrait qu’il y ait de l’espace dans le noyau pour que l’eau puisse coexister – il devrait être poreux, peut-être même pâteux.
“Quelle que soit la composition du noyau en termes de roches, il doit contenir de l’eau”, explique Choblet à Leah Crane du New Scientist, “peut-être 20 ou 30 % d’eau”
Dans de nouvelles simulations, l’équipe a découvert que le mouvement de marée généré par l’orbite elliptique de la lune autour de Saturne pourrait chauffer l’eau à l’intérieur du noyau d’Encelade, en raison de la friction produite lorsque le liquide circule et glisse entre les fragments de roche.
Au fur et à mesure que la température de l’eau augmente (jusqu’à 90°C, d’après les sections orangées de l’image ci-dessous), elle s’élève à travers le noyau poreux, transférant la chaleur à l’océan mondial sous forme de panaches ascendants, dont certains finissent par faire fondre le noyau glacé d’Encelade – pour finalement s’échapper dans des jets glacés libérés dans l’espace :
(NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/LPG-CNRS/U. Nantes/U. Angers/ESA)
“Le transport de l’eau dans le noyau perméable chauffé par les marées donne lieu à d’étroites remontées chaudes dont la température dépasse 363 K”, écrivent les chercheurs dans leur article, “caractérisées par de puissants points chauds (1-5 gigawatts) au niveau du plancher océanique, notamment au pôle sud.”
La chaleur et l’énergie produites par le phénomène expulseraient les panaches des régions polaires de la lune – expliquant pourquoi la coquille de glace chauffée y est plus mince – et pourraient finalement contribuer à chauffer l’océan pendant potentiellement des milliards d’années, suppose l’équipe.
Des recherches antérieures sur Encelade avaient suggéré que les panaches pourraient être alimentés par la désintégration radioactive des roches du noyau lunaire.
Si tel était le cas, ce processus n’aurait pu fournir de la chaleur que pendant des millions d’années, ce qui ne serait probablement pas suffisant pour que la vie évolue et s’installe dans l’océan tempéré enfoui sous le masque gelé d’Encelade.
Mais sur une période beaucoup plus longue – jusqu’à des milliards d’années – il est possible que la vie puisse trouver un moyen de tirer le meilleur parti d’une telle opportunité.
“Un océan mondial chaud d’une durée de vie de plusieurs milliards d’années serait un endroit idéal pour le démarrage de la vie – il n’a fallu qu’environ 640 millions d’années pour que la vie passe du microbe au mammifère sur Terre”, écrit à The Conversation la planétologue Monica Grady, de l’Open University au Royaume-Uni, qui n’a pas participé à l’étude.
“Malheureusement, cependant, Encelade elle-même pourrait être assez jeune : un article récent a proposé que la lune pourrait s’être formée il y a seulement environ 100 millions d’années – est-ce un intervalle suffisamment long pour que la vie ait pu démarrer ?”
Voilà une question très intéressante.
Les résultats sont publiés dans Nature Astronomy.