Un cinquième océan interne sous la surface de satellites de Jupiter et de Saturne

Jusqu’à présent, nous connaissions quatre satellites pour lesquels l’existence d’un océan interne est fortement suspectée : Europe, Ganymède, deux satellites de Jupiter, et deux lunes de Saturne, Encelade et Titan. Certains de ces océans seraient en contact avec le noyau rocheux des satellites. Dès lors, comme avec la Terre, il est permis d’imaginer des sources hydrothermales connectant le noyau rocheux et l’océan. Sur Terre, de telles sources hébergent des formes de vie totalement inattendues. En serait-il de même avec les océans internes de ces satellites ? Cette hypothèse a ouvert la voie à un nouveau champ de recherche, aujourd’hui en pleine expansion : l’habitabilité sous la surface de certains satellites du Système solaire.

Le 8 février dernier, un article publié dans Nature par des chercheurs de l’IMCCE, à l’Observatoire de Paris, a révélé l’existence d’un cinquième satellite doté d’un océan interne : il s’agit de Mimas, petit satellite de 400 km de diamètre, situé entre Encelade et les anneaux principaux de Saturne.

Tout a commencé en 2014, année où à partir des données accumulées depuis 2005 par la sonde Cassini, les auteurs de l’étude avaient étudié l’évolution de la période de rotation de Mimas et en particulier des petites oscillations de cette rotation appelées librations. Selon les auteurs, les données pouvaient s’expliquer par deux modèles différents de la structure interne de Mimas : soit un noyau solide allongé, soit un océan liquide uniforme sous la surface.

Mimas vu par la sonde spatiale Cassini. (NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute).

C’est la seconde hypothèse, celle de l’océan interne, qui vient de se trouver confirmée par la dernière étude de l’IMCCE. Cette fois-ci, les auteurs ont étudié la relation entre les librations et l’orbite du satellite autour de Saturne. Ils montré que les données de Cassini étaient incompatibles avec le modèle du noyau allongé et rigide ; en revanche, elles sont compatibles avec un océan interne situé sous une couche de glace d’une épaisseur de 20 à 30 kilomètres. La naissance de l’océan serait récente et causée par une modification de l’orbite de Mimas liée à l’influence des autres satellites de Saturne.

L’océan interne de Mimas se trouve, selon toute vraisemblance, en contact direct avec le noyau, ce qui rend possibles les échanges chimiques entre l’eau et la roche. Mimas devient donc ainsi une cible de choix pour l’exobiologie. Bien sûr, la durée de vie très courte de l’océan interne de Mimas doit également être prise en compte. Serait-elle compatible avec le développement d’une chimie prébiotique, voire d’une forme primitive de vie ? La question reste ouverte…

Les océans internes de ces cinq satellites, et en particulier celui de Mimas, sont l’objet d’un article plus complet écrit par Thérèse Encrenaz (Observatoire de Paris), dont des extraits ont été largement repris ici. Il est paru dans le journal l’Astronomie d’avril, que vous trouverez en kiosque ou sur abonnement.

Fabrice Mottez