Des simulations informatiques des panaches d'eau liquide qui s'écoulent de la lune de Jupiter Europa montrent que la prochaine mission spatiale JUICE pourrait offrir une réponse à la question de savoir si l'océan souterrain de la lune jovienne pourrait abriter la vie. Hans Huybrighs arrive à cette conclusion dans la thèse de doctorat qu'il vient de terminer à l'Institut Max-Planck de physique du système solaire et à l'Université technique de Braunschweig, Allemagne, en collaboration avec l'Institut suédois de physique spatiale de Kiruna.

Un océan profond d'eau liquide est caché sous la surface glacée de la lune Europe de Jupiter. La vie s'est peut-être développée ici, à l'abri du soleil et des observateurs curieux de la planète Terre. Regarder à travers la glace pour trouver des traces de cette vie hypothétique est plus facile à dire qu'à faire, surtout quand on se rend compte que la glace peut avoir plusieurs kilomètres d'épaisseur. En 2022, l'Agence spatiale européenne (ESA) lancera sa mission spatiale JUpiter ICy moon Explorer (JUICE). Le vaisseau spatial JUICE arrivera à Jupiter et ses lunes glacées en 2030 et à bord sera le Particle Environment Package (PEP) développé à l'Institut suédois de physique spatiale (IRF). De nouvelles recherches montrent que la PPE, un instrument composé de plusieurs détecteurs de particules, pourra "goûter" le panache de différentes manières et faire la lumière sur le contenu de l'océan d'Europe.

Observations du télescope spatial Hubble de la lune Europe de Jupiter, fait ces dernières années, ont montré que de l'eau jaillit de la surface d'Europe.

"Les panaches d'Europe sont le moyen le plus simple de goûter à son océan souterrain, " dit Hans Huybrighs. " Voler à travers l'un des panaches d'eau et prélever des échantillons du matériau pourrait être le moyen le plus simple d'étudier l'océan d'Europe. JUICE sera la première mission qui pourrait être en mesure de le faire."

Après son arrivée dans le système Jupiter en 2030, JUICE fera deux survols d'Europe. Pour savoir si JUICE pourra effectivement échantillonner les panaches, Hans Huybrighs et ses collègues ont fait des simulations informatiques des éruptions de panache. En calculant les trajectoires de millions de particules lancées par l'éruption, il est possible de déterminer si les particules peuvent atteindre le vaisseau spatial et, si suffisamment d'entre eux le font, pour les détecter. Les simulations montrent que bien que la plupart des particules retombent à la surface après l'éruption, suffisamment d'entre eux peuvent atteindre le vaisseau spatial JUICE tant qu'un panache est actif près de l'empreinte orbitale du vaisseau spatial. De façon intéressante, certaines particules ne retomberont pas. Ils se chargent électriquement après avoir été bombardés par des particules de rayonnement se déplaçant dans le puissant champ magnétique de Jupiter. Ces particules nouvellement chargées ne sont plus liées par la gravité et s'éloigneront d'Europe, guidés par des champs électromagnétiques. Même si seule une fraction des particules du panache se charge électriquement, suffisamment de ces particules peuvent encore être détectées par l'instrument PEP.

"Nos simulations montrent que JUICE sera capable de détecter les éruptions de panache d'au moins deux manières différentes, " dit Hans Huybrighs. " Il pourrait même être possible de détecter non seulement l'eau du panache, mais d'autres substances qui nous en disent plus sur le contenu de l'océan souterrain et son habitabilité. »

Hans Huybrighs a soutenu sa thèse de doctorat, "Une recherche de signatures de l'atmosphère et des panaches d'Europe dans les données de particules chargées de Galileo", à l'Université technique de Brunswick, Allemagne, le 5 décembre 2018.