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    Que signifie l'abondance d'eau dans le système solaire pour la vie ?

    Cette illustration montre Cassini plongeant à travers des panaches de geyser sur la lune mondiale océanique de Saturne, Encelade. Crédit :NASA/JPL-Caltech

    Il y a eu beaucoup d'excitation lorsque la NASA a récemment révélé de nouveaux détails sur les océans qui se cachent sous la surface de la minuscule lune Encelade de Saturne et de l'Europe de Jupiter.

    Pourquoi l'excitation ? Bien, ici sur Terre, où tu as de l'eau, énergie et nutriments, tu as la vie. Alors pourquoi pas la vie sur ces autres mondes ?

    Grâce aux mesures effectuées par la sonde Cassini, nous savions déjà qu'Encelade a un océan enfoui profondément sous sa surface.

    De la nouvelle recherche, publié dans Science ce mois-ci, il semble maintenant hautement probable qu'à la base de cet océan, les sources hydrothermales crachent activement des nutriments et de l'énergie dans les profondeurs sombres de l'océan.

    Le matériau ventilé entraîne des réactions chimiques, au fond de l'océan, libérant de l'hydrogène moléculaire qui est finalement emporté de la lune dans les geysers géants que nous observons.

    La lune glacée de Jupiter, Europa, est également connue depuis longtemps pour abriter un océan souterrain qui contient plus d'eau liquide que celle présente sur l'ensemble de la planète Terre.

    Comme Encelade, on pense que la base de l'océan d'Europe pourrait présenter une activité hydrothermale, et donc qu'il pourrait être un endroit approprié pour que la vie se développe et s'épanouisse.

    Les résultats de ce mois-ci rapprochent plus que jamais Europe et Encelade. Les observations d'Europe avec le télescope spatial Hubble ont révélé que deux épisodes d'éruptions de type geyser ont montré que de l'eau était éjectée à une altitude de 50 km au-dessus de la surface de la lune en 2014, et 100 km en 2016.

    Encelade, à seulement 500 km de diamètre, est maintenant connu pour abriter un océan d'eau liquide enfoui. Crédit :NASA/JPL/Space Science Institute

    L'eau, de l'eau partout

    Quand nous regardons d'autres planètes, nous ne voyons pas d'océans, pas de lacs et pas de rivières.

    Autrefois, on avait tendance à imaginer que l'eau était une ressource rare et précieuse. Mais à mesure que nous en apprenons davantage sur notre place dans l'Univers, nous prenons de plus en plus conscience que l'eau est partout.

    Environ 75% de tous les atomes de notre galaxie sont de l'hydrogène, et c'est l'élément le plus commun dans l'Univers. L'oxygène est le troisième élément le plus répandu dans l'espace, bien qu'il ne représente qu'environ 1% de la somme totale de tous les atomes présents.

    Eau (H 2 O) est composé de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Il n'est donc pas surprenant que l'eau soit partout, ni qu'il ait joué un rôle clé dans la formation et l'évolution de notre système planétaire.

    Fais de moi une planète

    Quand notre Soleil se formait, les planètes et autres débris du système solaire se sont développés autour de lui à partir d'un disque de poussière, glace et gaz. Le matériau le plus proche du proto-Soleil était si chaud que seuls les éléments et composés les plus réfractaires (ceux avec les points de fusion et d'ébullition les plus élevés) étaient solides.

    A de plus grandes distances, la température était plus basse et plus de matériau pouvait geler, s'ajoutant à la masse de matière solide flottant dans ce qu'on appelle un disque protoplanétaire.

    Europe, la lune glacée de Jupiter. Sous la surface glacée se cache un vaste océan, contenant plus d'eau que ce que l'on peut trouver sur l'ensemble de notre planète. Crédit :NASA/Jet Propulsion Lab-Caltech/Institut SETI

    Finalement, à des distances plusieurs fois plus éloignées du Soleil que de la Terre, la température était suffisamment froide pour que l'eau soit solide, un point appelé "ligne de glace" ou "ligne de neige". Au delà de ça, la glace d'eau constituait la plus grande partie de la matière solide. Avec un matériau plus solide, les planètes lointaines ont grandi beaucoup plus rapidement que leurs cousines terrestres.

    Au coeur de Saturne, Uranus et Neptune, et probablement au cœur de Jupiter, se trouvent les graines autour desquelles les atmosphères gazeuses de ces planètes ont été rassemblées. La poussière et le gaz dans le disque se sont progressivement collés, croissant pour former des noyaux de plus en plus gros.

    Finalement, une masse critique a été atteinte, à quel point la gravité des proto-planètes en croissance pourrait se nourrir du gaz qui les entoure dans le disque, les gonflant en géants que nous voyons aujourd'hui.

    Ces noyaux restent, des monstres de glace et de roche dix fois la masse de la Terre, enveloppé dans de vastes atmosphères.

    Cela conduit à une possibilité intéressante. Loin sous les nuages ​​d'Uranus et de Neptune, il semble probable que les températures et les pressions auront permis au matériau des noyaux de se différencier, avec les matériaux les plus lourds (les métaux) s'enfonçant au centre, être entouré d'un manteau de matières volatiles - principalement de l'eau et de l'ammoniac.

    Tout comme le manteau terrestre, ce matériau est probablement en fusion - pas un océan comme nous l'imaginons, mais certainement pas difficile, rocher solide.

    Débris glacés dans les profondeurs du système solaire

    Les vastes quantités de glace dans le jeune système solaire n'ont pas été entièrement dévorées par les planètes géantes. Chacun de ces mondes (Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune) est accompagné d'un essaim de dizaines de satellites, allant de corps plus gros que notre Lune à des objets de quelques mètres ou quelques kilomètres de diamètre.

    Mars, Le plus proche voisin planétaire de la Terre, est une belle planète mais est actuellement loin d'être « terrestre ». Crédit :NASA/USGS

    La plupart de ces lunes sont plus d'eau qu'autre chose.

    Pendant de nombreuses années, on supposait que les lunes glacées n'étaient que ça - des cosses gelées, solide jusqu'à leur noyau. Mais ces dernières années, cette idée a été progressivement remplacée par une nouvelle, paradigme plus excitant. L'eau à la surface de ces lunes est solide - aussi dure que le granit dans de nombreux cas. Mais au fond, dans leurs intérieurs, se cachent des océans enfouis.

    Le premier océan de ce type identifié était celui sous la glace de la lune Europe de Jupiter, un monde de la taille de notre Lune. Mais Europe n'est pas seule.

    Résultats de la sonde Galileo, qui a orbité Jupiter pendant huit ans à la fin des années 1990 et au début des années 2000, trouvé des indices alléchants que deux des autres grandes lunes de Jupiter, Ganymède et Callisto, peut également abriter des océans profondément enfouis.

    Puis vint la mission Cassini vers Saturne. La plus grosse lune de Saturne, Titan, a une atmosphère épaisse, et Cassini ont déployé l'atterrisseur Huygens à son arrivée dans le système, pour sauter en parachute à travers les nuages ​​et voir ce qui se cache en dessous.

    La réponse est les lacs, rivières et pluie. Mais pas d'eau liquide. La glace sur la surface glaciale de Titan est plus dure que le granit. Au lieu, La surface de Titan comporte du méthane et de l'éthane liquides et grand, gouttes de méthane qui tombent lentement.

    Plus récemment, Les mesures de Cassini ont suggéré que les océans d'éthane et de méthane sur Titan pourraient ne pas être le seul liquide là-bas. Tout comme Europe, il existe des preuves d'un océan d'eau salée enfoui profondément sous la surface de la lune.

    Loin que l'eau liquide soit rare au-delà de la Terre, il devient de plus en plus évident qu'il pourrait être commun dans tout le système solaire.

    Vue d'artiste d'un disque protoplanétaire autour d'une jeune étoile, dans laquelle naissent les planètes. Crédit :NASA/JPL-Caltech

    Ce ne sont pas seulement les lunes du système solaire extérieur qui semblent héberger de l'eau liquide. Des recherches récentes ont suggéré que le plus gros astéroïde, Cérès, pourrait avoir juste un tel océan, tout comme Pluton.

    Et il y a encore des millions d'autres corps glacés là-bas, ne demandent qu'à être explorés.

    L'eau dans le système solaire interne

    Tout ce qui nous rapproche de la maison, au système solaire interne. Nous savons que la Terre a de l'eau, bien que ce soit un monde beaucoup plus sec que les objets dont nous avons discuté jusqu'à présent.

    Ce n'est pas vraiment une surprise. Terre formée dans la partie chaude du disque protoplanétaire, à un endroit bien à l'intérieur de la "ligne de neige". En réalité, l'origine de l'eau de la Terre est un casse-tête pour les astronomes depuis de nombreuses années.

    Il semble très probable que l'eau de la Terre a été livrée des régions les plus froides du système solaire par le biais d'impacts, très probablement des confins de la ceinture d'astéroïdes. Cette livraison par bombardement aurait également visé Mars et Vénus.

    Il y a de plus en plus de preuves que Mars et Vénus avaient autrefois des océans très semblables à ceux de la Terre - jusqu'à ce que les caprices du temps fassent des ravages.

    Au cours des 4,5 milliards d'années qui ont suivi la formation du système solaire, le Soleil est devenu nettement plus lumineux. Par conséquent, Vénus se réchauffa de plus en plus jusqu'à ce que ses océans bouillonnent, il y a des centaines de millions d'années.

    Des lacs, mers, et des rivières de méthane et d'éthane à la surface de la plus grande lune de Saturne, Titan. Crédit :NASA/JPL-Caltech/Agenzia Spaziale Italiana/USGS

    Mars, par contre, a gelé progressivement, perdant son atmosphère sous l'influence conjuguée de l'altération chimique à la surface de la planète, et l'action décapante du vent et du rayonnement solaires. L'eau est toujours là, mais plus sous la forme d'océans ceignant la planète.

    Mondes habitables

    Alors retour en Europe, Titan et Encelade avec leurs océans enfouis sous des dizaines ou des centaines de kilomètres de glace.

    Ces mondes pourraient-ils être habitables ? Absolument. Avec chaque année qui passe, nous recueillons de plus en plus de preuves qui vont dans cette direction.

    Y aurait-il de la vie là-bas ? De nouveau, c'est possible, mais c'est là que réside le hic.

    Tous ces endroits sont juste à notre porte, et pourtant toute vie sur eux est enfouie si profondément que nous ne pouvons pas la trouver. Pour ce faire, il faudra presque certainement des atterrisseurs, percer la glace jusqu'aux océans en dessous - une tâche incroyablement difficile.

    Qu'est-ce que cela signifie pour la vie ailleurs? Bien, si notre système solaire nous dit quelque chose, c'est que notre univers est trempé d'eau. Littéralement, il y a de l'eau partout. Peut-être, juste peut-être, c'est un indice que nous pourrions ne pas être aussi seuls que nous le pensons.

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




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