La mission JUpiter ICy Moons Explorer (JUICE) de l'ESA dans le système jovien pourrait facilement confirmer la présence d'eau sur Europa, une nouvelle étude trouve. Selon la recherche, il est possible de détecter des molécules d'eau (H2O) et des ions d'eau (H2O+) à partir des panaches lunaires lors d'une mission de survol.

Les panaches de vapeur d'eau présumés en éruption sur la lune de Jupiter, Europe, déconcertent toujours les scientifiques à la recherche d'environnements habitables dans le système solaire. On suppose qu'Europe abrite un vaste océan liquide souterrain, et ces panaches pourraient être un indicateur d'une éruption d'eau de l'intérieur de la lune. D'où, ils offrent une belle opportunité de récolter des échantillons provenant de sous l'épaisse couche de glace, où de nombreux mystères de la vie extraterrestre peuvent attendre d'être percés.

Des observations récentes d'Europe avec le télescope spatial Hubble (HST) montrent un panache s'élevant à environ 100 kilomètres au-dessus de la surface. Les chercheurs estiment que ces panaches pourraient s'élever jusqu'à 125 miles (200 kilomètres) avant de faire pleuvoir des matériaux sur la surface glacée.

Selon une nouvelle étude menée par une équipe de scientifiques européens, ces panaches devraient faire l'objet d'une enquête approfondie par une future mission de survol comme JUICE afin de confirmer la présence d'eau. Dans un article récent, les chercheurs ont étudié la faisabilité des mesures in-situ des panaches d'Europe en modélisant les trajectoires des particules de panache neutres et ionisées et les mesures respectives par des spectromètres de masse neutres et ioniques.

"Au lieu d'utiliser des "photons" comme le fait Hubble, nous utiliserons des données de particules in-situ. Cela signifie que nous validerons la présence d'eau de manière indépendante en utilisant les données in situ. JUICE est la mission qui peut le faire, car il sera équipé de l'instrument Particle Environment Package (PEP) adapté à cette mesure, " Yoshifumi Futaana, co-investigateur de l'instrument JUICE/PEP à l'Institut suédois de physique spatiale a déclaré à Astrowatch.net.

PEP est un ensemble plasma avec six capteurs pour caractériser l'environnement plasma. Il mesurera la densité et les flux d'ions positifs et négatifs, électrons, gaz neutre exosphérique, plasma thermique et atomes neutres énergétiques. Le package comprendra le capteur Jovian plasma Dynamics and Composition (JDC) mesurant les ions d'eau, et le capteur du spectromètre de masse de gaz neutres et d'ions (NIM) mesurant les molécules d'eau.

Futaana et ses collègues sont convaincus que les particules des panaches à faible flux massique (1 kg/s) peuvent être détectées par PEP avec de grandes marges. Par ailleurs, les résultats de leur étude suggèrent que le signal du panache est reconnaissable comme une amélioration du signal temporel d'un ordre de grandeur dans le taux de comptage de H2O sur six minutes. Cela signifie que la détection de panaches d'eau lors d'un survol est, En effet, réalisable.

"Notre article montre que les panaches peuvent être détectés à partir des survols de JUICE avec des instruments à particules qui détectent les particules (d'eau) à proximité du vaisseau spatial. C'est le cas même si le panache est nettement plus petit que ce qui a été observé. Avec cela, nous voulons dire que les panaches de notre travail ne libèrent qu'un kilogramme d'eau par seconde, alors que la toute première observation de panache indiquait 7, 000 kilogrammes d'eau sont libérés par seconde, " Hans Huybrighs de l'Institut Max Planck de recherche sur le système solaire en Allemagne, l'un des co-auteurs de l'article, a déclaré SpaceFlight Insider.

Les auteurs de l'étude soulignent que même en cas de panaches d'eau relativement faibles, les atomes d'eau se dissociant des molécules, ainsi que leurs ions, créer des signaux significatifs. Cependant, jusque là, Les observations de Hubble sur les panaches n'ont détecté que de l'oxygène atomique. Compte tenu de la quantité d'oxygène et d'autres considérations, il a été conclu que ces atomes d'oxygène doivent provenir de molécules d'eau dissociées.

"Cela expliquerait aussi les caractéristiques spatiales observées, qui ont été interprétés comme un panache. Même si tout cela est très plausible, et n'est pas contesté dans la communauté scientifique, c'est une interprétation. PEP sur JUICE pourra confirmer cette interprétation et apporter de nombreuses données supplémentaires pour comprendre la nature du panache, sa composition, et sa relation avec le sous-sol de la coquille de glace d'Europe, qui est principalement de la glace d'eau, " Peter Wurz de l'Université de Berne en Suisse a déclaré à Astrowatch.net.

Les chercheurs ont également montré que la géométrie de la source du panache n'influence pas les distributions de densité. Par conséquent, cela n'affectera pas leur détectabilité lors de l'utilisation de PEP. Ils ont noté que cela ne fait aucune différence qu'il s'agisse d'une source ponctuelle ou d'une fissure de plusieurs centaines de kilomètres de long.

En tout, JUICE équipé de l'instrument PEP a le potentiel de jeter un coup d'œil à l'océan souterrain d'Europe sans percer la coquille glacée de la lune. Cet océan pourrait contenir de nombreux indices sur les mystères de la vie au-delà de la Terre.

"What is so interesting about this ocean is that it has probably been there for a long time, and that there could be sources of energy for life in it, like geothermal vents on the bottom of the ocean, making Europa's ocean a very interesting environment that is possibly habitable for some form of life, " Huybrighs concluded.

JUICE mission is planned to be launched in 2022. The spacecraft will perform two flybys of Europa in early 2031. During these flybys, JUICE is expected to approach Europa up to a height of about 250 miles (400 kilometers).