La recherche de la vie en dehors de la Terre a pris de nombreuses formes. Mars, notre monde voisin, on dirait qu'il était autrefois habitable. Peut-être aussi Vénus, malgré ses conditions infernales actuelles. Mais ces dernières années, les regards des scientifiques ont été attirés ailleurs. Et les lunes de Jupiter ?

Trois des quatre plus grandes lunes de Jupiter sont glacées, et en 1998, le vaisseau spatial Galileo de la NASA a détecté des indices alléchants d'un océan sous l'un d'eux, Europe. Depuis, d'autres études ont détecté des signes de panaches d'eau susceptibles d'émerger de cet océan.

Les deux autres grandes lunes glacées, Ganymède et Callisto, sont également pensés pour avoir des océans sous leurs surfaces. Maintenant, de nouvelles questions se posent :s'il y a de l'eau sur ces lunes, pourrait-il y avoir de la vie ? Et pourrions-nous le chercher ?

Pour aider à répondre à cette question, l'Agence spatiale européenne prévoit d'envoyer un vaisseau spatial à Jupiter en 2022, appelé Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE). Arrivée prévue d'ici 2029, il effectuera plusieurs survols d'Europe et de Callisto avant d'entrer en orbite autour de Ganymède de 2032 à 2034, le premier vaisseau spatial à orbiter autour d'une lune autre que la lune de la Terre. Pendant ce temps, il renverra des données inestimables sur Terre.

Avant même d'y arriver, cependant, les scientifiques sont déjà occupés à étudier ces lunes pour des signes d'habitabilité, et préparer les données qui seront renvoyées par la mission.

Piégé

Les océans sous ces lunes sont probablement grands, couvrant toute la circonférence des lunes et s'étendant sur des dizaines de kilomètres de profondeur. Mais ils sont aussi piégés sous des dizaines de kilomètres de glace, rendant leur étude très difficile.

L'une de nos meilleures approches jusqu'à présent a été de rechercher les effets du sel dans les océans sur leur conductivité électrique en étudiant les champs magnétiques autour des lunes. Mais ces études « ont pour la plupart négligé tous les autres effets générateurs de champs magnétiques, " a déclaré le professeur Joachim Saur, un planétologue de l'Université de Cologne, Allemagne, telles que les atmosphères minces autour des lunes. "Il est très important de démêler les effets qui viennent vraiment de l'océan."

Le Pr Saur est le coordinateur du projet Exo-Océans, qui espère répondre à cette question. Le projet utilise des modèles et des données du vaisseau spatial Galileo de la NASA, qui a orbité dans le système jovien de 1995 à 2003, ainsi que des mesures du vaisseau spatial Juno de la NASA actuellement à Jupiter et des observations à distance de télescopes comme Hubble, pour examiner ces océans.

"Nos résultats ne renverseront pas l'idée d'un océan, " sur Europa et Ganymède a déclaré le Pr Saur, bien qu'il ait noté qu'ils pourraient en interroger un sur Callisto. Mais on espère qu'ils pourront donner une meilleure indication sur des choses telles que l'épaisseur des océans, leur teneur en sel, et leur distance des feuilles de glace ci-dessus.

Tout cela a des implications importantes pour l'habitabilité des lunes. Pour pouvoir supporter la vie, on pense que les océans doivent être en contact avec la roche au fond pour que la vie ait une source de "nourriture, " et actuellement, seule Europa est censée remplir cette condition.

« Europa est l'un des meilleurs candidats à l'habitabilité car l'eau liquide est en contact direct avec le manteau silicaté, " a déclaré le professeur Saur. " Il y a donc une possibilité de lixiviation de minéraux de la croûte dans l'océan. Et plus il est riche en composés chimiques, mieux c'est pour l'évolution de la vie."

Mais il n'y a pas grand-chose à faire avant l'arrivée de JUICE. Une fois que c'est fait, son instrument magnétomètre fournira des mesures utiles sur les champs magnétiques des lunes, nous donnant des données vitales sur les océans en dessous. "Cela nous permettra de séparer tous les différents effets, " a déclaré le Pr Saur.

Radiation

Un autre facteur important concernant l'habitabilité des lunes est la quantité de rayonnement de Jupiter qui les frappe. Jupiter produit beaucoup de radiations nocives, à tel point que cela peut endommager les vaisseaux spatiaux qui s'approchent trop près.

Une façon d'étudier cela est d'observer des aurores sur les lunes, produite lorsque des particules chargées de Jupiter frappent des champs magnétiques autour d'elles. Europe, par exemple, a une aurore constante qui peut être observée dans les images ultraviolettes de Hubble.

"Cela concerne la façon dont la lune est exposée à ce rayonnement parce que les particules chargées du rayonnement créent l'aurore, " a déclaré le Dr Lorenz Roth, un astronome planétaire et physicien du KTH Royal Institute of Technology à Stockholm, Suède. "C'est donc une sorte de mesure de la quantité de radiations présentes."

Le Dr Roth a travaillé sur le projet AuroraMHD, qui a cherché à utiliser certaines de ces observations aurorales d'Europe et de la lune volcaniquement active Io de Jupiter pour en savoir plus à leur sujet. Alors que le projet a été entravé par la pandémie de COVID-19, il a fourni des données utiles.

En particulier, il a permis de confirmer l'existence de panaches d'eau sur Europe, et étudié comment ils interagissaient avec son atmosphère. Et il est à espérer que ce travail peut être construit sur, avec JUS, pour approfondir l'étude de l'habitabilité des lunes glacées de Jupiter.

"La question de l'habitabilité et de la vie reste toujours en arrière-plan, " a déclaré le Dr Roth. " Dans tous les aspects, y compris la taille, les grosses lunes de Jupiter sont comme des planètes :elles sont semblables ou plus grosses que Mercure, on a un champ magnétique, ils ont des atmosphères, ils ont des océans (et ainsi de suite).

« Europa est plus prometteuse (parce que son) eau est très probablement directement liée au matériau rocheux du fond marin, ce qui permet à une certaine réaction d'avoir lieu.

JUICE sera équipé de son propre instrument ultraviolet qui pourrait étudier plus en détail les aurores des lunes, aider les scientifiques à déterminer comment le rayonnement de Jupiter pourrait avoir un impact sur leurs chances de vie. "Une fois que JUICE est en orbite, nous aurons beaucoup d'informations, " a déclaré le Dr Roth. " Il peut mesurer en continu les champs magnétiques autour des lunes. "

Habitabilité potentielle

Par lui-même, JUICE ne devrait pas nous dire définitivement s'il y a de la vie sur les lunes de Jupiter. Mais ses données, ainsi que la mission Europa Clipper de la NASA qui arrivera dans le système jovian en même temps pour étudier Europa, pourraient fournir des informations utiles sur leur habitabilité potentielle.

De la même manière que les premières missions vers Mars ont évalué son habitabilité, avant que des missions ultérieures, comme le rover Perseverance récemment atterri de la NASA, ne soient envoyées à la recherche de la vie, des recherches similaires pourraient également avoir lieu pour les lunes de Jupiter.

"Alors que JUICE et l'Europa Clipper ne sont même pas encore lancés, il y a déjà des discussions sur ce qui pourrait être la prochaine, " a déclaré le professeur Saur, tels que des atterrisseurs utilisant des perceuses pour pénétrer dans la glace et échantillonner ces océans. "Il y a déjà des travaux en cours en parallèle sur ce que pourraient être les prochaines étapes, " il a dit.