La semaine dernière, le mardi 20 septembre, la NASA a annoncé qu'elle avait fait des découvertes intéressantes sur la lune glacée Europa de Jupiter. Ceux-ci étaient basés sur des images prises par le télescope spatial Hubble, dont les détails seraient publiés la semaine suivante. Il va sans dire que depuis lors, la communauté scientifique et le grand public attendent avec impatience.
Plus tôt dans la journée (26 septembre), la NASA a mis fin à l'attente et a annoncé les conclusions de Hubble lors d'une conférence NASA Live. Selon le panel de la NASA, qui était composé de membres de l'équipe de recherche, cette dernière mission d'observation d'Europa a révélé des preuves de panaches d'eau salée émanant de la surface d'Europa. Si cela était vrai, cela signifierait que l'océan souterrain de la lune serait plus accessible qu'on ne le pensait auparavant.
À l’aide du spectrographe imageur du télescope spatial de Hubble (STIS), l’équipe a effectué des observations de Jupiter et d’Europa dans le spectre ultraviolet au cours de 15 mois. Pendant ce temps, Europa est passé devant Jupiter (occulté le géant gazier) à 10 reprises.
Et à trois de ces occasions, l'équipe a vu ce qui semblait être des panaches d'eau jaillir de la surface. On a estimé que ces panaches atteignaient jusqu'à 200 km (125 miles) de la région sud d'Europa avant (vraisemblablement) de remonter à la surface, déposant de la glace d'eau et des matériaux de l'intérieur.
L'objet de l'observation était d'examiner l'éventuelle atmosphère étendue d'Europa (alias exosphère). La méthode employée par l'équipe était similaire à celle utilisée pour détecter les atmosphères autour des planètes extra-solaires. Comme l'explique William Sparks du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore (et le chef d'équipe) dans un communiqué de presse de la NASA:
«L'atmosphère d'une planète extrasolaire bloque une partie de la lumière des étoiles qui se trouve derrière elle. S'il y a une fine atmosphère autour d'Europa, elle a le potentiel de bloquer une partie de la lumière de Jupiter, et nous pourrions la voir comme une silhouette. Et donc nous cherchions des caractéristiques d'absorption autour du membre d'Europa alors qu'il traversait la face lisse de Jupiter. »
Quand ils ont regardé Europa en utilisant cette même technique, ils ont remarqué que de petites taches sur la surface étaient sombres, indiquant l'absorption de la lumière UV. Cela correspondait à des travaux antérieurs effectués par Lorenz Roth (du Southwest Research Institute) et son équipe de chercheurs en 2012. À cette époque, ils ont détecté des preuves de vapeur d'eau provenant de la région polaire sud d'Europe.
Comme ils l’ont indiqué dans un document détaillant leurs résultats - intitulé «Vapeur d’eau transitoire au pôle Sud d’Europa» - l’équipe de Roth s'est également appuyée sur des observations UV effectuées à l’aide du télescope Hubble. Notant une quantité statistiquement coïncidente d'émissions d'hydrogène et d'oxygène, ils ont conclu que c'était le résultat de la vapeur d'eau éjectée étant brisée par le rayonnement de Jupiter (un processus connu sous le nom de radiolyse).
Bien que leurs méthodes diffèrent, Sparks et son équipe de recherche ont également trouvé des preuves de ces panaches d'eau apparents, et au même endroit pas moins. Sur la base des dernières informations du STIS, la plupart des panaches apparents sont situés dans la région polaire sud de la lune tandis qu'un autre semble être situé dans la région équatoriale.
"Lorsque nous calculons de manière complètement différente la quantité de matériau qui serait nécessaire pour créer ces fonctionnalités d'absorption, c'est assez similaire à ce que Roth et son équipe ont découvert", a déclaré Sparks. «Les estimations de la masse sont similaires, les estimations de la hauteur des panaches sont similaires. La latitude de deux des panaches candidats que nous voyons correspond à leurs travaux antérieurs. »
Une autre conclusion intéressante à tirer de cela et de l'étude de 2012 est la probabilité que ces panaches d'eau soient intermittents. Fondamentalement, Europa est un monde verrouillé par les marées, ce qui signifie que le même côté nous est toujours présenté lorsqu'il traverse Jupiter. Cet événement se produit une fois tous les 3,5 jours, offrant ainsi aux astronomes et aux scientifiques planétaires de nombreuses opportunités de visualisation.
Mais le fait que des panaches aient été observés à certains points et pas à d'autres semble indiquer qu'ils sont périodiques. De plus, l'équipe de Roth a tenté de repérer l'un des panaches observés par Sparks et ses collègues une semaine après l'avoir signalé. Cependant, ils n'ont pas pu localiser cette supposée source d'eau. En tant que tel, il semblerait que les panaches, s'ils existent, sont de courte durée.
Ces résultats sont extrêmement importants pour deux raisons. D'une part, ils sont une preuve supplémentaire qu'un océan d'eau salée et d'eau chaude existe sous la surface glacée d'Europe. D'autre part, ils indiquent que toute future mission en Europe serait en mesure d'accéder plus facilement à cet océan d'eau salée.
Depuis le Galileo un vaisseau spatial a effectué un survol de la lune jovienne, les scientifiques ont cru qu'un océan intérieur se trouvait sous la surface glacée d'Europa - un océan qui a entre deux et trois fois plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis. Cependant, les estimations de l'épaisseur de la glace varient de 10 à 30 km (6 à 19 mi) d'épaisseur - avec une couche de «glace chaude» ductile qui augmente son épaisseur totale jusqu'à 100 km (60 mi).
Le fait de savoir que l'eau atteint périodiquement la surface à travers des fissures dans la glace signifierait que toute future mission (qui comprendrait probablement un sous-marin) n'aurait pas à forer si profondément. Et étant donné que l'océan intérieur d'Europa est considéré comme l'un de nos meilleurs paris pour trouver une vie extraterrestre, savoir que l'océan est accessible est certainement une nouvelle passionnante.
Et la nouvelle suscite certainement sa juste part d'enthousiasme pour les personnes qui développent actuellement la mission de la NASA en Europe, dont le lancement est prévu dans les années 2020. Comme l'a déclaré la Cynthia B. Phillips, scientifique et responsable des communications scientifiques pour le projet Europa, à Space Magazine par e-mail:
«Cette nouvelle découverte, utilisant les données du télescope spatial Hubble, est un point de données intrigant qui aide à soutenir l'idée qu'il existe aujourd'hui des panaches actifs sur Europa. Bien qu'il ne s'agisse pas d'une confirmation absolue, le nouveau Sparks et al. résultat, en combinaison avec les observations précédentes de Roth et al. (utilisant également la TVH mais avec une technique différente), est compatible avec la présence de panaches intermittents éjectant de la vapeur d'eau de l'hémisphère sud d'Europe. De telles observations sont cependant difficiles à réaliser depuis la Terre, même avec Hubble, et ces résultats restent donc peu concluants.
«Pour confirmer la présence ou l'absence de panaches sur Europa, ainsi que pour enquêter sur de nombreux autres mystères de ce monde océanique glacial, il faudra un vaisseau spatial dédié dans le système Jupiter. La NASA prévoit actuellement d'envoyer un vaisseau spatial à plusieurs vols vers Europa, qui ferait de nombreux passages rapprochés d'Europa au cours de la prochaine décennie. La puissante suite d'instruments scientifiques du vaisseau spatial pourra étudier la surface et le sous-sol d'Europa avec des détails sans précédent, et si des panaches existent, il pourra les observer directement et même potentiellement mesurer leur composition. Jusqu'à ce que le vaisseau spatial Europa soit en place, cependant, les observations basées sur la Terre telles que les résultats du nouveau télescope spatial Hubble resteront notre meilleure technique pour observer la mystérieuse lune de Jupiter. »
Naturellement, Sparks était clair que ces dernières informations n'étaient pas entièrement concluantes. Bien qu'il pense que les résultats étaient statistiquement significatifs et qu'il n'y avait aucune indication d'artefacts dans les données, il a également souligné que les observations effectuées dans la longueur d'onde UV sont délicates. Par conséquent, davantage de preuves sont nécessaires avant que quoi que ce soit puisse être dit définitivement.
À l’avenir, nous espérons que les observations futures aideront à confirmer l’existence de panaches d’eau et comment ceux-ci auraient pu contribuer à créer le «terrain chaotique» d’Europa. Les futures missions, comme le télescope spatial James Webb de la NASA (dont le lancement est prévu en 2018) pourraient aider à confirmer l'activité du panache en observant la lune dans les longueurs d'onde infrarouges.
Comme Paul Hertz, le directeur de la Division d'astrophysique au siège de la NASA à Washington, a déclaré:
«Les capacités uniques de Hubble lui ont permis de capturer ces panaches, démontrant une fois de plus la capacité de Hubble à faire des observations qu'il n'a jamais été conçu pour faire. Cette observation ouvre un monde de possibilités et nous attendons avec impatience les futures missions - telles que le télescope spatial James Webb - pour poursuivre cette découverte passionnante. »
Les autres membres de l'équipe incluent Britney Schmidt, professeur adjoint à la School of Earth and Atmospheric Sciences du Georgia Institute of Technology à Atlanta; et Jennifer Wiseman, scientifique principale du projet Hubble au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Leurs travaux seront publiés dans le numéro du 29 septembre du Journal astrophysique.
Et assurez-vous de profiter de cette vidéo de la NASA sur cette découverte passionnante:
