Tout savoir sur Encelade, la petite lune habitable de Saturne, en 6 points clés

Encelade est bien plus qu’une « boule de glace » tournant autour de Saturne. Pourquoi cette lune est-elle une cible privilégiée en tant que monde habitable (à ne pas confondre avec habité) dans le système solaire ? Voici ce qu’il faut savoir sur ce corps glacé.

Plus de 200 lunes identifiées sont en orbite autour de planètes (et même de quelques astéroïdes) dans notre système solaire. Certaines attirent plus l’attention que d’autres, tout particulièrement dans la quête de mondes potentiellement habitables ou, encore plus ambitieux, habités. Encelade est l’une de ces cibles privilégiées. Loin de n’être qu’une « boule de glace » homogène, ce corps et l’océan qu’il abrite fascinent beaucoup de scientifiques.

Voilà tout ce qu’il faut savoir sur cette petite lune (d’à peine 500 kilomètres de diamètre) glacée de Saturne, en six points clés.

LA SOURCE POSSIBLE D’UN ANNEAU DE SATURNE
La position d’Encelade dans le système formé par les satellites naturels de Saturne, ainsi que ses anneaux, est particulière. Il n’est pas impossible que la lune soit la source de l’un des anneaux de Saturne, connu sous le nom d’anneau E.

« Il est extrêmement probable que les particules de glace de vapeur d’eau qui sortent du pôle Sud d’Encelade, qui se retrouvent ensuite dans l’espace, forment ainsi l’anneau E, où l’on voit d’ailleurs un pic de densité pile sur Encelade. C’est un anneau très diffus, beaucoup moins visible que les autres anneaux, qui n’est pas plat et qui a une forme de donut étendu. C’est vraiment une configuration unique dans le système de Saturne », explique à Numerama Léa Bonnefoy, post-doctorante en planétologie à l’Institut de Physique du Globe de Paris et spécialiste des lunes de Saturne.

Une autre particularité d’Encelade dans le système saturnien concerne encore la glace d’eau qui s’échappe de son océan, et les autres lunes de Saturne. Cette eau « se retrouve dans l’espace dans l’anneau E et retombe ensuite sur d’autres lunes de Saturne. Cette glace très pure recouvre d’un peu de neige les autres lunes proches d’Encelade », décrit la spécialiste Léa Bonnefoy. Les particules de glace d’eau ont une taille de l’ordre du micromètre. Elles se déposent sur les lunes les plus proches, que sont Téthys, Mimas, Dioné et Rhéa, et arrivent peut-être même jusqu’à Titan. « Elles atteignent certaines faces, ce qui fait que l’on a des faces plus brillantes que d’autres. »

LE CORPS LE PLUS BRILLANT DU SYSTÈME SOLAIRE
La surface d’Encelade est quasiment entièrement composée de glace d’eau, ce qui en fait « le corps le plus brillant du système solaire », décrit Léa Bonnefoy. Le pôle Sud de la lune de Saturne est tout particulièrement connu pour arborer des fissures, surnommées les « rayures de tigre » d’Encelade (« tiger stripes »). De ces quatre lignes sortent des jets de matière.

Grâce à la mission Cassini-Huygens, qui s’est achevée en 2017, les scientifiques ont pu obtenir des images détaillées (avec une résolution de 4 mètres par pixel). On y voit, décrit Léa Bonnefoy, « des rochers de glace, qui ont probablement été éjectés, ou ont été cassés, alors qu’un peu plus loin on voit des surfaces très lisses, un peu neigeuses, où des particules plus fines retombent. Toute cette région du pôle Sud est très unique avec cette activité, et on voit aussi de la chaleur, une température plus élevée que ce que prévoient les modèles, à l’aide d’instruments infrarouges. Il y a une émission de chaleur qui vient de l’intérieur d’Encelade. »

UNE LUNE VISITÉE PAR LES MISSIONS VOYAGER PUIS CASSINI
Grâce aux missions Voyager (en 1980 puis 1981), les scientifiques ont pu obtenir les premières images d’Encelade prises par des sondes spatiales. Néanmoins, à ce moment-là, le pôle Sud de la lune était plongé dans l’hiver, ce qui ne permettait pas de bien le voir. Il a fallu attendre la sonde Cassini, arrivée autour de Saturne en 2004, pour étudier de façon détaillée Encelade et observer plus particulièrement son pôle Sud. Grâce à de nombreux survols, la mission Cassini-Huygens a permis de révéler qu’Encelade est une lune active et qui émet continuellement des jets de particules glacées dans l’espace (à la vitesse de 400 mètres par seconde).

D’OÙ VIENT L’ACTIVITÉ CONSTATÉE SUR ENCELADE ?
« Ce qui est intéressant, c’est de se demander quelle est l’origine de cette chaleur, de cette énergie », fait remarquer Léa Bonnefoy. L’origine principale semble provenir de la présence de marées, qui déforment légèrement la surface d’Encelade, ce qui peut entraîner des frictions et donc de la chaleur.

Ces marées sont liées à un phénomène de résonance orbitale. « Encelade tourne autour de Saturne en deux fois quand Dioné effectue un tour en une fois. Les lunes vont donc régulièrement se trouver alignées, ce qu’on appelle des résonances orbitales. Cela va déformer un peu Encelade, ainsi que son orbite. »

QUEL EST L’ÂGE D’ENCELADE ?
L’âge d’Encelade n’est toujours pas connu avec précision. On sait que Saturne s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années, soit au moment de la formation du système solaire. Mais « à part Saturne elle-même, l’âge de tout le système de Saturne (lunes et anneaux) est assez incertain », fait observer Léa Bonnefoy.

Or, « l’activité que l’on détecte [sur Encelade] ne peut pas exister depuis le début du système solaire ». Peut-être cette lune est-elle relativement jeune, à l’échelle du système solaire : elle se serait possiblement formée il a quelques millions d’années. Autre possibilité : « On pourrait aussi imaginer que son activité est épisodique », et que la lune serait donc beaucoup plus ancienne.

UN MONDE HABITABLE (À NE PAS CONFONDRE AVEC HABITÉ)
La possibilité de vie sur Encelade est un questionnement scientifique qui attire forcément beaucoup d’attention autour de cette petite lune glacée. « Il y a un consensus scientifique pour dire que l’océan d’Encelade est habitable, ce qui ne veut pas dire habité, nous confirme Léa Bonnefoy. Il y a de l’eau liquide, les bonnes molécules et une source d’énergie. »

Encelade possède une caractéristique qui la fait encore plus sortir du lot des lunes glacées présentes dans le système solaire. « Ce qui est important, c’est que cette eau liquide est en contact avec le noyau, ce qui n’est pas le cas de toutes les lunes qui ont un océan. Beaucoup d’autres lunes qui ont un océan liquide possèdent une autre couche de glace, qui coule au fond de ces océans et sépare l’eau liquide de la roche. Dans ce cas, on ne retrouve pas toutes les molécules, ni l’activité hydrothermale. »

Les caractéristiques d’Encelade en font une cible potentielle pour rechercher, dans le système solaire, un environnement propice au développement d’une forme de vie. « Sur Encelade, on sait que l’eau est au contact de la roche et qu’il y a très probablement de l’activité hydrothermale », résume Léa Bonnefoy. Néanmoins, pour l’heure, il n’est absolument pas possible de répondre à cette question : la vie a-t-elle pu émerger dans cet environnement ? Il n’y a qu’une seule façon de le découvrir : il faudra explorer cette petite lune, et probablement en récupérer un échantillon, si l’on veut espérer y débusquer un indice de vie potentiel.

Source : https://www.numerama.com/sciences/726727-tout-savoir-sur-encelade-la-petite-lune-habitable-de-saturne-en-6-points-cles.html

Exobiologie : la vie pourrait expliquer les niveaux de méthane enregistrés sur cette lune de Saturne

Lorsque la sonde Cassini a survolé Encelade, elle a révélé la présence de geysers à la surface de cette lune un peu particulière de Saturne. Des geysers étonnamment riches en méthane. Et aujourd’hui, des chercheurs affirment qu’il n’est pas possible, dans l’état actuel de nos connaissances, d’exclure que ce méthane ait été produit… par des micro-organismes.

Encelade, c’est l’une des lunes de Saturne que l’on peut (relativement) facilement observer depuis la Terre. Grâce à une brillance hors du commun. La plus élevée de notre Système solaire. Un albédo qu’elle doit à une surface recouverte de glace d’eau. Et lorsque la sonde Cassini a survolé Encelade entre 2004 et 2017, les astronomes ont découvert d’immenses panaches. Des geysers froids issus de l’océan global qui se cache sous la croûte de glace.

Ce que la mission Cassini a découvert de plus, au cœur de ces geysers, ce sont des concentrations relativement élevées de certains éléments — du dihydrogène (H2) et du dioxyde de carbone (CO2), par exemple — faisant penser à ce que l’on observe autour des cheminées hydrothermales au fond des océans terrestres. Les chercheurs y ont notamment mesuré beaucoup de méthane (CH4). Dans des quantités qui ne pourraient pas être produites par des processus géochimiques connus, affirme aujourd’hui une équipe internationale.

Les chercheurs se sont appuyés sur des modèles mathématiques pour analyser les données de Cassini et trouver les processus possibles pour expliquer la présence de CH4 dans les geysers de la lune de Saturne. Leur conclusion : même l’estimation la plus élevée possible de la production de méthane abiotique basée sur la chimie hydrothermale connue est loin d’être suffisante pour expliquer la concentration de méthane mesurée dans les panaches.

Un processus encore inconnu ou… de la vie !
Alors, peut-être tout ce méthane est-il produit par des processus encore inconnus. Les chercheurs espèrent d’ailleurs que leurs travaux encourageront des études visant à mieux comprendre les observations faites par Cassini et les processus abiotiques qui pourraient produire suffisamment de méthane pour expliquer les données. Par exemple, le méthane pourrait provenir de la décomposition chimique d’une matière organique primordiale qui peut être présente dans le noyau d’Encelade. Cette hypothèse est très plausible s’il s’avère qu’Encelade s’est formée par accrétion d’une matière riche en matière organique apportée par les comètes.

Mais les chercheurs se sont aussi demandé s’il serait envisageable que des microbes semblables à ceux que l’on trouve sur Terre expliquent les concentrations de méthane dans les geysers d’Encelade ? « Nous avons pensé à des microbes qui se nourrissent de dihydrogène et produisent du méthane », indique Régis Ferrière, professeur d’écologie et de biologie évolutive à l’université de l’Arizona, dans un communiqué. Des microbes méthanogènes qui ne pourraient être identifiés directement que par des missions de plongée profonde dans les eaux de l’océan d’Encelade. Difficile à imaginer avant plusieurs décennies.

Selon les modèles développés par les chercheurs, il se trouve que l’ajout de la méthanogénèse biologique au mélange pourrait produire suffisamment de méthane pour correspondre aux observations de Cassini. « Nous ne concluons pas que la vie existe dans l’océan d’Encelade, souligne Régis Ferrière. Nous voulions seulement comprendre à quel point il serait probable que les cheminées hydrothermales d’Encelade puissent être habitables par des micro-organismes semblables à ceux que l’on trouve sur Terre. Très probablement, nous disent les données de Cassini ».

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/recherche-vie-extraterrestre-exobiologie-vie-pourrait-expliquer-niveaux-methane-enregistres-cette-lune-saturne-92387/

Le méthane détecté sur Encelade pourrait indiquer la présence d’une forme de vie

Découvert en 1789 par William Herschel, Encelade est un satellite naturel de Saturne recouvert de glace et abritant un océan d’eau liquide sous sa surface glacée. Les données recueillies en 2004 par la mission Cassini-Huygens ont montré qu’Encelade éjectait des panaches composés d’eau, d’ammoniac et de molécules organiques, dont des hydrocarbures. Ce contexte propice à la vie a fortement attiré l’attention des exobiologistes. Récemment, une équipe de chercheurs a montré que la quantité de méthane détectée dans les panaches d’Encelade ne pouvait être totalement expliquée par des processus géologiques connus. En outre, les auteurs ont montré que cette abondance était compatible avec une origine microbienne, bien qu’elle puisse également être expliquée par des processus abiotiques inconnus.

Lorsque la sonde Cassini-Huygens a plongé à travers les panaches jaillissant depuis l’intérieur de la lune de Saturne Encelade, elle a fait une détection inattendue : une collection de composés qui sont également associés aux cheminées hydrothermales dans le fond océanique de la Terre. En particulier, la quantité de méthane dans les panaches a attiré l’attention des astrobiologistes ; elle semblait particulièrement élevée. Même ainsi, il restait possible que des processus géochimiques connus (c’est-à-dire non biologiques) puissent être responsables de ces résultats.

Mais aujourd’hui, ce n’est plus le cas. Les chercheurs ont déterminé dans la revue Nature Astronomy, qu’aucun processus abiotique connu ne peut produire la quantité de méthane observée sur Encelade. Cela signifie qu’il pourrait s’agir d’un processus inconnu — ou d’origine biologique. « Nous voulions savoir : des microbes semblables à ceux de la Terre qui ‘mangent’ le dihydrogène et produisent du méthane pourraient-ils expliquer la quantité étonnamment importante de méthane détectée par Cassini ? », explique le biologiste Regis Ferriere de l’Université de l’Arizona.

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« La recherche de ces microbes, connus sous le nom de méthanogènes, sur le fond marin d’Encelade, nécessiterait des missions de plongée profonde extrêmement difficiles qui ne sont pas prévues avant plusieurs décennies ». Cependant, ce n’est pas parce que nous ne pouvons pas aller là-bas et faire des prélèvements que nous n’avons pas d’outils pour étudier ce phénomène. Les chercheurs se sont tournés vers la modélisation mathématique en utilisant des variables connues : des processus qui produisent du méthane ici sur Terre.

Encelade : un environnement propice à la vie grâce aux cheminées hydrothermales ?
Encelade est un endroit fascinant. Cette lune est loin du Soleil, et blindée d’une épaisse carapace de glace. Cependant, situé sous cette glace, se trouve un vaste océan global, pouvant posséder des courants et les ingrédients nécessaires à la vie. On pourrait penser qu’un monde océanique loin du Soleil peut être trop froid pour supporter la vie, mais les forces de marée planétaires en jeu pourraient chauffer l’intérieur du satellite naturel.

Cela aiderait non seulement à empêcher cet océan de geler, mais pourrait également signifier la présence de cheminées hydrothermales. Celles-ci, comme leur nom l’indique, sont des évents dans le fond de l’océan, où la chaleur des couches géologiques inférieures s’infiltre dans l’océan environnant.

Sur Terre, ces cheminées sont des écosystèmes particulièrement intéressants : la vie qui s’y développe le fait sur un réseau trophique basé sur des réactions chimiques, appelées chimiosynthèse, plutôt que sur la photosynthèse, qui repose sur le Soleil. Donc, si des cheminées hydrothermales sont présentes sur Encelade — et plusieurs indices semblent indiquer qu’il y a de bonnes chances qu’elles le soient — alors elles pourraient soutenir la vie plus ou moins telle que nous la connaissons.

Les composés associés aux évents hydrothermaux que Cassini a détectés dans les panaches d’Encelade comprenaient, ainsi que le méthane, le dihydrogène et le dioxyde de carbone. L’équipe de recherche a incorporé des processus biologiques et géochimiques connus dans sa modélisation pour voir s’ils pouvaient reproduire les abondances relatives de ces composés.

Une quantité de méthane compatible avec une origine microbienne
La première étape consistait à examiner l’abondance du dihydrogène et à déterminer s’il pouvait être produit par l’activité hydrothermale. Ensuite, l’étape suivante consistait à déterminer s’il suffisait pour nourrir une population de méthanogènes hydrogénotrophes. Ici sur Terre, ce sont des archées (micro-organismes unicellulaires) qui métabolisent l’hydrogène moléculaire et le dioxyde de carbone pour produire du méthane.

Le travail a été minutieux, compte tenu de la température du fond marin et des cheminées hydrothermales, et de l’effet qu’une population de ces microbes aurait sur leur environnement. En fin de compte, l’équipe a constaté que l’abondance observée de méthane était trop élevée pour être le résultat de processus géochimiques connus. Cela signifie qu’il pourrait y avoir des bactéries là-bas, dans les profondeurs sombres de l’océan d’Encelade. Bien sûr, ce n’est pas la seule explication. Il pourrait également y avoir des processus géochimiques sur Encelade qui ne se produisent pas ici sur Terre.

Futures missions sur Encelade : une nécessité pour confirmer l’hypothèse de la vie

L’équipe voulait simplement déterminer la possibilité d’une vie sur Encelade. « Évidemment, nous ne concluons pas que la vie existe dans l’océan d’Encelade. Nous voulions plutôt comprendre à quel point il serait probable que les cheminées hydrothermales d’Encelade puissent être habitables par des micro-organismes. Très probablement, les données de Cassini nous le disent, selon notre modèle. Et la méthanogénèse biologique semble compatible avec les données. En d’autres termes, nous ne pouvons pas rejeter l’hypothèse de la vie. Pour rejeter cette hypothèse, nous avons besoin de plus de données provenant de futures missions », explique Ferrière.

Il n’y a actuellement aucune mission dédiée prévue pour étudier Encelade, mais il existe d’autres corps glacés similaires dans le Système solaire avec des missions en attente qui pourraient fournir plus d’informations sur l’habitabilité de la lune glacée. L’Europa Clipper est envoyé pour étudier la lune glacée de Jupiter Europe, et l’explorateur JUpiter ICy (JUICE) mènera une enquête à ce sujet.

Plusieurs missions sur Encelade ont également été proposées, et il semble qu’il y ait un intérêt croissant pour revisiter cette lune glacée et collecter de nouvelles observations. « De telles données sont indispensables pour identifier les sources abiotiques de méthane qui pourraient expliquer les observations de Cassini sans faire appel à la méthanogenèse », concluent les chercheurs.

Source : https://trustmyscience.com/methane-detecte-encelade-compatible-origine-biologique/