Une nouvelle cartographie complète du rayonnement qui frappe la lune glacée de Jupiter, Europa, révèle où les scientifiques devraient regarder - et à quelle profondeur ils devront aller - lorsqu'ils recherchent des signes d'habitabilité et de biosignatures.

Depuis que la mission Galileo de la NASA a fourni des preuves solides d'un océan mondial sous la coquille glacée d'Europe dans les années 1990, les scientifiques ont considéré cette lune comme l'un des endroits les plus prometteurs de notre système solaire pour rechercher des ingrédients pour soutenir la vie. Il existe même des preuves que l'eau salée qui clapote autour de l'intérieur de la lune remonte à la surface.

En étudiant ce matériau de l'intérieur, les scientifiques qui développent de futures missions espèrent en savoir plus sur l'habitabilité possible de l'océan d'Europe. La surface d'Europe est bombardée par un souffle constant et intense de rayonnement de Jupiter. Ce rayonnement peut détruire ou altérer la matière transportée jusqu'à la surface, ce qui rend plus difficile pour les scientifiques de savoir si cela représente réellement les conditions de l'océan d'Europe.

Alors que les scientifiques planifient l'exploration prochaine d'Europe, ils sont aux prises avec de nombreuses inconnues :où est le rayonnement le plus intense ? Jusqu'où vont les particules énergétiques ? Comment le rayonnement affecte-t-il ce qui se trouve à la surface et en dessous, y compris les signes chimiques potentiels, ou des biosignatures, cela pourrait impliquer la présence de la vie.

Une nouvelle étude scientifique, publié aujourd'hui dans Astronomie de la nature , représente la modélisation et la cartographie les plus complètes du rayonnement à Europa et offre des pièces clés du puzzle. L'auteur principal est Tom Nordheim, chercheur au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie.

"Si nous voulons comprendre ce qui se passe à la surface d'Europe et comment cela est lié à l'océan en dessous, nous devons comprendre le rayonnement, " Nordheim a déclaré. "Lorsque nous examinons les matériaux qui ont remonté du sous-sol, qu'est-ce qu'on regarde ? Est-ce que cela nous dit ce qu'il y a dans l'océan, ou est-ce ce qui est arrivé aux matériaux après qu'ils aient été irradiés ? »

En utilisant les données des survols d'Europe de Galileo il y a deux décennies et des mesures d'électrons du vaisseau spatial Voyager 1 de la NASA, Nordheim et son équipe ont examiné de près les électrons projetant la surface de la lune. Ils ont constaté que les doses de rayonnement varient selon l'emplacement. Les radiations les plus dures sont concentrées dans les zones autour de l'équateur, et le rayonnement diminue plus près des pôles.

Tracée, les zones de rayonnement sévère apparaissent comme des régions de forme ovale, connecté aux extrémités étroites, qui couvrent plus de la moitié de la lune.

"Il s'agit de la première prédiction des niveaux de rayonnement à chaque point de la surface d'Europa et c'est une information importante pour les futures missions d'Europa, " a déclaré Chris Paranicas, un co-auteur du Johns Hopkins Applied Physics Laboratory à Laurel, Maryland.

Maintenant, les scientifiques savent où trouver les régions les moins altérées par les radiations, ce qui pourrait être une information cruciale pour l'Europa Clipper dirigé par le JPL, Mission de la NASA en orbite autour de Jupiter et surveiller Europe avec environ 45 survols rapprochés. Le vaisseau spatial pourrait être lancé dès 2022 et transportera des caméras, spectromètres, instruments plasma et radar pour étudier la composition de la surface de la lune, son océan, et le matériau qui a été éjecté de la surface.

Dans son nouveau journal, Nordheim ne s'est pas arrêté avec une carte en deux dimensions. Il est allé plus loin, mesurer à quelle distance sous la surface le rayonnement pénètre, et la construction de modèles 3D du rayonnement le plus intense sur Europa. Les résultats nous indiquent à quelle profondeur les scientifiques doivent creuser ou forer, lors d'une éventuelle future mission d'atterrisseur Europa, pour trouver les biosignatures qui pourraient être conservées.

La réponse varie, de 4 à 8 pouces (10 à 20 centimètres) dans les zones les plus radieuses - jusqu'à moins de 0,4 pouces (1 centimètre) de profondeur dans les régions d'Europe aux latitudes moyennes et élevées, vers les pôles de la lune.

Pour arriver à cette conclusion, Nordheim a testé l'effet du rayonnement sur les acides aminés, blocs de construction de base pour les protéines, pour comprendre comment le rayonnement d'Europa affecterait les biosignatures potentielles. Les acides aminés sont parmi les molécules les plus simples pouvant être qualifiées de biosignature potentielle, les notes de papier.

"Le rayonnement qui bombarde la surface d'Europe laisse une empreinte digitale, " a déclaré Kevin Hand, co-auteur de la nouvelle recherche et des projets scientifiques pour la potentielle mission Europa Lander. "Si nous savons à quoi ressemble cette empreinte digitale, nous pouvons mieux comprendre la nature des substances organiques et des biosignatures possibles qui pourraient être détectées lors de futures missions, qu'il s'agisse de vaisseaux spatiaux qui survolent ou atterrissent sur Europe.

L'équipe de mission d'Europa Clipper examine les trajectoires orbitales possibles, et les itinéraires proposés traversent de nombreuses régions d'Europe qui connaissent des niveaux de rayonnement inférieurs, dit la main. "C'est une bonne nouvelle pour examiner des matériaux océaniques potentiellement frais qui n'ont pas été fortement modifiés par l'empreinte digitale des radiations."