Nous avons récemment fait nos adieux au vaisseau spatial Cassini, qui, après 13 ans d'orbite fidèle de Saturne et de ses lunes, avait pour mission de plonger dans l'atmosphère de la planète géante. La raison de la "grande finale" était de se prémunir contre la possibilité que Cassini puisse s'écraser sur l'une des lunes de Saturne - en particulier Encelade.

Avec son rideau de geysers et son océan intérieur, Encelade est unique. Par conséquent, ce petit, la lune glacée est actuellement considérée comme un hôte potentiel pour la vie, et donc aucune chance n'a été prise qu'il pourrait être contaminé par le vaisseau spatial Cassini. Maintenant de nouvelles recherches, publié dans Nature Astronomy, suggère que cet océan existe à l'intérieur d'Encelade depuis très longtemps - peut-être assez longtemps pour créer les conditions nécessaires au développement de la vie.

Les geysers sont des panaches d'eau salée mélangée à des traces de dioxyde de carbone, ammoniac, méthane et autres hydrocarbures qui éclatent le long des fissures dans la région polaire sud d'Encelade. C'est grâce à ces geysers que les scientifiques ont pu déterminer qu'Encelade doit avoir un océan sous sa croûte glacée et que l'océan est actif (convection). Une observation ultérieure que l'hydrogène était présent dans les panaches a conduit à une conclusion supplémentaire, que l'activité hydrothermale – réactions chimiques dues à l'interaction de l'eau et de la roche – avait lieu. Mais ce que les scientifiques n'ont pas réussi à expliquer, c'est quelle source de chaleur pourrait alimenter cette activité.

Au fur et à mesure que de plus en plus d'observations de l'emplacement des panaches ont été faites, le mystère de la source de chaleur manquante s'est accru. Les geysers sont associés à des caractéristiques connues sous le nom de « rayures de tigre » - un ensemble de quatre, dépressions parallèles, environ 100 km de long et 500 m de profondeur. La température des rayures est supérieure à celle du reste de la croûte glacée, il a donc été supposé qu'ils devaient être des fissures dans la glace. Il n'y a presque pas de cratères d'impact dans la région des rayures du tigre, donc ça doit être très jeune, de l'ordre d'un million d'années. Tout modèle censé expliquer la source de chaleur devait également tenir compte de sa nature focalisée - l'océan est global, mais pourquoi seule la région polaire sud est-elle active ?

Pour plusieurs années, les scientifiques ont privilégié l'explication du « chauffage des marées » - un résultat d'interactions entre des corps de taille planétaire. Par exemple, l'interaction des marées avec notre propre lune est responsable du flux et du reflux de l'eau sur Terre. Encelade est en résonance orbitale avec la lune de taille similaire Dione, qui affecte la forme de l'orbite d'Encelade autour de Saturne. L'effet, cependant, est insuffisante pour tenir compte de la puissance requise pour maintenir les geysers actifs - calculée pour être de l'ordre de 5 GW. Ce serait une puissance suffisante pour une ville de la taille de Chicago.

Noyau poreux

Les chercheurs ont fait un pas de plus vers la résolution de l'énigme lorsqu'ils ont examiné la structure interne d'Encelade. La lune a une densité suffisamment faible pour impliquer principalement de la glace avec une petite, Noyau rocheux. Cette observation est connue depuis de nombreuses années, depuis que la mission Voyager 2 a pris les premières images d'Encelade et déterminé son rayon, permettant ainsi de calculer son volume. Le remorqueur gravitationnel d'Encelade sur Cassini a permis d'estimer la masse de la lune, donnant une valeur pour la densité du corps. Les mesures de gravité par Cassini ont montré que le noyau avait également une faible densité qui pourrait être interprétée comme le noyau étant poreux, avec les pores remplis de glace.

La nouvelle série de calculs remplit les pores du noyau avec de l'eau, plutôt que de la glace, à partir de laquelle les auteurs montrent que les forces de marée associées à l'eau interstitielle sont plus que suffisantes pour expliquer comment la chaleur d'Encelade est générée. Le modèle est impressionnant parce qu'il est si complet - compte tenu non seulement de la porosité du noyau, mais sa perméabilité (avec quelle facilité les fluides peuvent-ils le traverser) et sa force (est-ce qu'il se brisera ou fléchira lorsque les fluides le traverseront ?). Les chercheurs appliquent des détails similaires au fluide, en tenant compte de sa viscosité (à quel point il est coulant), température et composition, ainsi que ses propriétés convectives (dans quelle mesure peut-il transporter la chaleur).

Le fait de rassembler tous ces paramètres et de leur attribuer des valeurs connues ou évaluées de manière prudente aboutit à un redoutable complexe d'équations. Heureusement, les auteurs (ou, au moins, leur logiciel informatique) peut résoudre les équations pour produire un modèle élégant de flux de chaleur dans Encelade.

Les auteurs créent une image en 3D de l'endroit et de la manière dont la chaleur des mouvements de marée dans les espaces interstitiels est transférée à l'océan sous la surface. Ils constatent que la dissipation thermique du noyau n'est pas homogène, mais apparaît comme une série de upwellings étroits où les températures dépassent 363K (85°C), avec des points chauds principalement au pôle sud. Parce que les sources de chaleur sont si focalisées, il y aurait une augmentation de l'activité hydrothermale qui leur serait associée, ce qui expliquerait l'hydrogène dans les panaches.

La dernière observation passionnante qui vient du modèle est que la quantité de chaleur produite par la marée interne est suffisante pour maintenir l'océan souterrain d'Encelade pendant des milliards d'années. Avant cela, on pensait que si la source de chaleur d'un océan souterrain mondial avait été la désintégration radioactive, l'océan gèlerait dans quelques millions d'années, c'est pourquoi les forces de marée ont été suggérées comme source de chaleur potentielle. Mais, il y avait des problèmes avec un tel modèle, nécessitant des changements dans l'orbite d'Encelade - et même ainsi, un océan serait, au mieux, transitoire.

Cela conduit immédiatement à une autre série de questions :qu'est-ce que cela implique pour la vie sur Encelade ? Un océan mondial chaud avec une durée de vie de plusieurs milliards d'années serait un endroit idéal pour le démarrage de la vie - il n'a fallu que 640 millions d'années pour que la vie évolue de microbe à mammifère sur Terre. Malheureusement, bien que, Encelade lui-même est peut-être assez jeune :un article récent a suggéré que la lune ne s'était formée qu'il y a environ 100 millions d'années – est-ce un intervalle suffisamment long pour que la vie ait commencé ?

Probablement - la vie semble avoir commencé sur Terre quelques centaines de millions d'années après sa formation dans des circonstances beaucoup plus graves de bombardement par impact. Bien qu'il en ait fallu 3 de plus, 500 millions d'années environ pour arriver à l'expansion spectaculaire de la vie. C'est peut-être l'avenir qui s'annonce radieux pour Encelade - si l'océan d'Encelade a le potentiel de durer des milliards d'années, alors une séquence évolutive similaire à celle de la Terre pourrait-elle se dérouler dans les profondeurs obscures d'un océan d'Enceladen ? Peut-être pas de future planète naine des singes – mais quel prix une sirène ?

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.