Europe est la quatrième plus grande lune de Jupiter. Crédit :NASA/JPL-Caltech/Institut SETI
Lors d'un survol de la lune de Jupiter Europe il y a vingt ans, La sonde spatiale Galileo de la NASA a peut-être été témoin d'un panache d'eau. Un groupe de scientifiques, dont des chercheurs de l'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire (MPS) en Allemagne, a maintenant trouvé de nouvelles preuves de cet événement. Dans des simulations informatiques, ils se sont efforcés de reproduire les données recueillies par le détecteur de particules embarqué qui a été développé et construit au MPS et aux États-Unis. Cela n'a réussi que sous l'hypothèse qu'un panache d'eau était impliqué. Avec sa croûte d'eau gelée et son océan souterrain, Europa a des conditions environnementales qui pourraient être favorables à des formes de vie simples. Les panaches d'eau offriraient aux futures missions sur Jupiter la possibilité d'entrer en contact direct avec le réservoir d'eau de la Lune.
Une structure interne en couches comprenant un noyau de fer liquide, une fine atmosphère riche en oxygène, un champ magnétique induit - la quatrième plus grande lune de Jupiter, Europe, ressemble plus à une planète qu'à une lune primitive. Autre particularité :la croûte extérieure d'eau gelée d'une épaisseur pouvant atteindre 18 kilomètres recouvre un océan d'eau souterrain. Avec les nouveaux calculs d'un groupe de chercheurs dirigé par l'Agence spatiale européenne (ESA) et MPS, il y a maintenant de plus en plus de preuves que la lune jovienne libère cette eau dans l'espace, au moins occasionnellement, dans les éruptions cryovolcaniques appelées panaches. La lune de Saturne Encelade est connue pour afficher un comportement similaire. Lors de la mission Cassini de la NASA, les caméras embarquées ont pris des images spectaculaires de ses panaches.
Une preuve comparable et concluante qu'Europa jette également de l'eau dans l'espace est toujours manquante. "Toutefois, diverses théories, des modèles, et des observations sporadiques suggèrent qu'Europe, trop, peut présenter des panaches", dit le scientifique MPS Dr Elias Roussos. Dans les années récentes, des chercheurs de plusieurs instituts en Europe et aux États-Unis ont indépendamment trouvé des preuves d'un panache spécifique. Certains de ces groupes ont évalué les données du magnétomètre à bord du vaisseau spatial Galileo de la NASA, qui, à partir de 1995, a passé huit ans à explorer le système jovien. Lors d'un survol d'Europe en 2000, les données mesurées ont montré des écarts dans le champ magnétique de Jupiter près de la lune. Ceux-ci pourraient être dus à un panache qui s'est produit en même temps.
Avec ses impressionnantes fontaines d'eau, La lune de Saturne Encelade est probablement le représentant le plus connu du cryovolcanisme dans le système solaire. Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute
Le scientifique de l'ESA, le Dr Hans Huybrighs et ses collègues ont également revisité les données du survol en 2000 - mais cette fois, ils ont réexaminé les mesures effectuées par le détecteur de particules énergétiques (EPD). Cet instrument a été développé et construit au Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins (États-Unis) et au MPS. Entre autres, EPD a enregistré la distribution des protons de haute énergie piégés dans le champ magnétique de Jupiter.
"Le champ magnétique de Jupiter est jusqu'à vingt fois plus fort que celui de la Terre et s'étend sur plusieurs millions de kilomètres dans l'espace, " Le chercheur de MPS, le Dr Norbert Krupp, décrit les conditions dans le système jovien. Europa orbite autour de Jupiter à l'intérieur de cet énorme bouclier magnétique protecteur. Pendant le survol, EPD a enregistré beaucoup moins de protons près de la lune que prévu. Précédemment, les chercheurs avaient supposé que la lune elle-même avait obstrué la vue du détecteur.
Cependant, les résultats actuels indiquent une autre cause. Dans des simulations informatiques élaborées, des scientifiques dirigés par l'ESA et le MPS ont modélisé les mouvements de protons de haute énergie pendant le survol en tentant de reproduire les données de mesure de l'EPD. Cela n'a réussi que sous l'hypothèse qu'un panache avait influencé l'environnement d'Europe. Lorsque des protons de haute énergie entrent en collision avec des particules non chargées de l'atmosphère ou du panache de la lune, ils en incorporent des électrons, devenant ainsi eux-mêmes des particules non chargées. "Cela signifie qu'ils ne sont plus piégés dans le champ magnétique de Jupiter et peuvent quitter le système à grande vitesse, " explique le premier auteur, le Dr Hans Huybrighs de l'ESA.
Pour les futures missions dans le système jovien, Les panaches d'Europe offriraient la possibilité d'entrer en contact direct avec le réservoir d'eau souterrain de la Lune et de le caractériser. En 2022, La mission JUICE de l'ESA (Jupiter Icy Moon Explorer) entamera son voyage. MPS apportera l'instrument à ondes submillimétriques (SWI) et le spectromètre d'électrons et d'ions Jupiter (JEI), l'un des six capteurs du Particle Environment Package (PEP), à cet effort. La NASA prépare également la mission Europa-Clipper, qui doit être lancé en 2023 vers le système jovien. MPS est impliqué dans l'équipe scientifique de la mission.
