Les six lunes les plus susceptibles d'héberger la vie dans notre système solaire

Sep 02, 2023

De grandes quantités d'eau liquide peuvent exister sur les lunes de Jupiter, Saturne et Neptune, rendant la vie possible là-bas aussi

En 2005, le vaisseau spatial Cassini visitant Saturne a survolé quelque chose auquel les ingénieurs ne s'attendaient pas : un fin brouillard d'eau, pulvérisé dans l'espace à 1 290 kilomètres par heure à travers des fissures à la surface de la minuscule lune Encelade recouverte de glace. Cassini n'a pas été conçu pour échantillonner l'eau, mais la découverte a inspiré les scientifiques à développer de nouvelles missions vers les lunes glacées du système solaire extérieur. Au moins six de ces mondes – deux en orbite autour de Saturne, trois en orbite autour de Jupiter et un près de Neptune – pourraient abriter des océans aquatiques, pris en sandwich entre un noyau planétaire chaud en dessous et une croûte de glace au-dessus.

Sur Terre, l'eau est nécessaire à la vie « telle que nous la connaissons ». Outre les dunes de Mars, où nous avons cherché pendant un demi-siècle, les astrobiologistes considèrent désormais les lunes glacées des planètes extérieures comme l'un des meilleurs endroits pour rechercher la vie dans notre système solaire.

Le Jupiter Icy Moons Explorer de l'Agence spatiale européenne, surnommé JUICE, devait être lancé en avril vers la géante gazeuse et ses lunes Europa, Callisto et Ganymède. JUICE et la mission Europa Clipper de la NASA vers Jupiter et Europe, dont le lancement est prévu en 2024, modifieront notre compréhension du système solaire externe. Les lunes glacées peuvent réécrire notre perspective cosmique, tout comme elles l'ont fait lorsque les astronomes les ont découvertes au 17ème siècle.

"Le système solaire externe est probablement rempli de lunes qui pourraient avoir des océans d'eau liquide dessus, et un sous-ensemble pourrait avoir des interactions géothermiques et eau-roche sur le fond", explique Chris German, océanographe à la Woods Hole Oceanographic Institution, qui est co-dirige une initiative financée par la NASA appelée Network for Ocean Worlds (NOW). Pourquoi ces caractéristiques sont-elles importantes ? « Partout où il y en a sur notre planète, ils sont colonisés par la vie microbienne », dit German.

La vie pourrait s'épanouir dans la boue à moitié gelée d'Europe et d'Encelade, dans l'océan souterrain d'eau salée de Ganymède, sous les rivières de méthane et d'éthane de Titan, et peut-être dans les saumures des cratères les plus profonds des planètes naines Cérès et Pluton. Les coquilles glacées des mondes océaniques peuvent même contenir des pores remplis d'eau liquide et peut-être de microbes, explique Mike Malaska, astrobiologiste au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

À environ deux kilomètres et demi dans la calotte glaciaire du Groenland, les conditions de pression imitent le sommet de la couche de glace sur des lunes comme Europe, et les concentrations de microbes y sont comparables à celles d'une cuillerée de yaourt. Les interactions chimiques ou l'activité géologique pourraient fournir de l'énergie à ces formes de vie, tout comme les évents volcaniques en haute mer comme ceux que l'Allemagne a découverts fournissent de l'énergie aux extrêmophiles sur Terre. "Choisissez votre scénario pour l'origine de la vie sur Terre, et cela aurait pu se produire sur Europe", déclare Steve Vance, astrobiologiste au JPL. Les enquêteurs pourraient facilement trouver des organismes en utilisant des techniques d'étude de la vie extrême sur notre propre planète.

NOW est dirigé par des scientifiques de Woods Hole, du Southwest Research Institute, du Desert Research Institute et de l'Université de Stanford. Il accueillera sa première retraite commune en août, visant à réunir astrobiologistes et océanographes à la recherche d'êtres biologiques. La co-responsable Alison Murray, écologiste microbienne au Desert Research Institute, a d'abord considéré la vie sur des lunes extraterrestres tout en étudiant un lac antarctique hypersalin gelé appelé Lake Vida. Elle dit qu'avoir de l'expérience dans les environnements aquatiques de la Terre est essentiel pour comprendre ceux du système solaire. "Nous allons en fait aller dans des endroits où nous pensons que la vie pourrait exister aujourd'hui", déclare Murray. « La vie y a-t-elle évolué ? La vie y est-elle allée ? Pour le savoir, nous avons juste besoin de plonger plus profondément.

Le vaisseau spatial Galileo a découvert qu'Europe pourrait évacuer de minces panaches d'eau à 160 kilomètres dans l'espace. Il a également découvert que les champs magnétiques de Jupiter induisaient un courant, indiquant que de l'eau liquide salée était présente dans la sphère. Europe est l'objet le plus lisse du système solaire, ce qui suggère que sa surface est refaite par des processus intérieurs plus fréquemment que la plupart des autres mondes en dehors de la Terre.

La plus grande lune de notre système solaire pourrait contenir plusieurs couches de roches, d'eau et de glaces exotiques à haute pression. Les interactions entre la roche et l'eau sont fondamentales pour la diversité microbienne sur Terre. Ganymède est la seule lune connue avec son propre champ magnétique, ce qui provoque des aurores semblables à celles de la Terre. Les aurores se balancent lorsque le champ magnétique de Jupiter fluctue, preuve partielle d'un grand océan d'eau salée.

Callisto est la moins dense des lunes de Jupiter. Il a la chance d'orbiter à 1,8 million de kilomètres de la planète, au-delà des ceintures de rayonnement intense de Jupiter. Parce que le champ gravitationnel de Jupiter est plus faible à cette distance, Callisto subit également moins de frottement de marée que ses lunes compagnes. La surface fortement cratérisée de la lune suggère qu'elle n'a pas été géologiquement active depuis sa formation, elle pourrait donc conserver un enregistrement du système solaire primordial.

La petite Encelade est l'objet le plus réfléchissant du système solaire. Des panaches de brume émanant de la coque extérieure gèlent et retombent à la surface, la gardant blanche comme neige. Elle est lisse comme Europe, preuve supplémentaire qu'elle est géologiquement active aujourd'hui. Parce que la brume génère la deuxième bande la plus externe de Saturne, l'anneau E, l'échantillonnage de la bande est un moyen d'échantillonner l'océan putatif d'Encelade et de rechercher des molécules organiques, des acides aminés ou d'autres ingrédients pour la vie.

Cassini a largué un atterrisseur sur Titan, le monde extraterrestre qui ressemble le plus à la Terre, avec de vastes plaines et des canyons. Il s'est installé sur une plaine faite de grains de glace et a trouvé des traces de grands lacs d'hydrocarbures. L'atmosphère dense de Titan est principalement composée d'azote, comme celle de la Terre, mais manque d'oxygène. Il contient du méthane et de l'éthane liquides en abondance, qui créent la teinte orange brumeuse de la lune. Les composés ont un cycle de circulation comme l'eau sur Terre qui pourrait soutenir la vie à base de méthane.

La plus grande lune de Neptunie orbite dans un mouvement rétrograde et a très probablement été capturée depuis la ceinture glacée de Kuiper, un anneau d'astéroïdes lointain. Le changement déchirant de la trajectoire de la lune l'a probablement réchauffée, peut-être suffisamment pour réchauffer un océan mondial sous la croûte. Le réchauffement saisonnier du soleil réchauffe également légèrement la lune, même à 4,5 milliards de kilomètres.

Cet article a été initialement publié sous le titre "Alien Oceans" dans Scientific American 328, 5, 37-41 (mai 2023)

doi:10.1038/scientificamerican0523-37

La Mission Galilée. Torrence V. Johnson; Décembre 1995.

Rebecca Boyle est un journaliste indépendant primé du Colorado. Son prochain livre Our Moon: How Earth's Celestial Companion Transformed the Plant, Guided Evolution, and Made Us Who We Are (Random House) explorera la relation de la Terre avec son satellite à travers l'histoire. Crédit : Nick Higgins

jean velasco est le fondateur du studio de conception d'informations primé 5W Infographic (www.5wgraphics.com). Il est un ancien directeur artistique de National Geographic et du New York Times. Crédit : Nick Higgins

Jonathan O'Callaghan

Clara Moskowitz