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Les rayures uniques d’Encelade expliquées

La lune Encelade de Saturne.

La lune Encelade est tailladée par quatre fissures parallèles, une caractéristique unique dans le système solaire.

Photo : NASA/JPL

Alain Labelle

L’origine des quatre stries observées sur Encelade, l’un des 82 satellites naturels de Saturne, viendrait des tensions accumulées à son pôle Sud, estiment des scientifiques américains.

Cette petite lune gelée de Saturne de 500 kilomètres de diamètre est un endroit étrange connu pour ses caractéristiques géologiques bien distinctes, dont un océan souterrain d’eau liquide sous une épaisse couche de glace qui recouvre l’entièreté de sa surface.

Repère

  • Encelade a été découverte en 1789 par l’astronome britannique William Herschel.
  • Il s'agit du sixième satellite de Saturne par la taille, et du quatorzième par son éloignement.
  • Les températures à la surface d'Encelade sont de l'ordre de -193 degrés Celsius. Toutefois, près des failles, celles-ci montent à -133 degrés Celsius.

Des crevasses et des panaches

Dès 2005, la sonde Cassini a repéré des formations tigrées au pôle Sud de la lune.

Gros plan sur les quatre rayures d'Encelade.

Gros plan sur les quatre rayures d'Encelade.

Photo : NASA

Ces « rayures de tigre », comme les ont surnommées les scientifiques, portent les noms Bagdad, Le Caire, Damas et Alexandrie, en référence aux Contes des mille et une nuits.

Mesurant environ 130 kilomètres de long et 2 kilomètres de large, ces failles bleutées s’enfoncent jusqu’à 500 mètres de profondeur.

Parallèles, elles sont régulièrement espacées l'une de l'autre de quelque 35 kilomètres.

Les astronomes estiment qu’elles sont, au moins partiellement, liées à l'océan liquide qui se trouve sous la glace et qu’elles sont les sources des panaches détectés sur Encelade.

Cassini a également permis de détecter des jets d’eau qui s’échappaient des quatre structures. Ces geysers seraient l’indication de réactions hydrothermales entre des roches chaudes et l'océan se trouvant sous la surface gelée de cette lune.

Illustration représentant l'intérieur d'Encelade et les panaches de matière qui s'échappent à l'extérieur.

Illustration représentant l'intérieur d'Encelade et les panaches de matière qui s'échappent à l'extérieur.

Photo : NASA/JPS

Sur la Terre, ce processus procure l'énergie aux écosystèmes qui se développent à proximité des cheminées hydrothermales au fond des océans où il y a une activité volcanique.

D’où viennent ces structures?

Pour réussir à comprendre l’origine de ces cicatrices de glace, des scientifiques des universités de Berkeley et de Californie à Davis ont utilisé une modélisation informatique pour mieux cerner les lois de la physique qui les régissent.

Nous voulions comprendre pourquoi les éruptions se produisent seulement au pôle Sud et comment elles peuvent se dérouler sur de longues périodes de temps. Nous voulions aussi savoir pourquoi ces éruptions émanent de fissures si régulières.

Max Rudolph, Université de Californie à Davis

Selon leurs conclusions, les fissures auraient pu se former à n’importe quel pôle, celui au sud s’étant tout simplement ouvert en premier.

Les chercheurs expliquent aussi que l'orbite excentrique d'Encelade la laisse un tantinet déformée, ce qui laisse la glace à ses pôles un peu plus mince. Ainsi, pendant les périodes de refroidissement, l'océan souterrain gèle, ce qui provoque l'expansion de l'eau et l'ouverture de la couche de glace, ce qui provoque une fissure.

Puis, une fois que la première fissure s'est formée, au lieu de geler de nouveau (malgré la température de surface), elle est restée ouverte, crachant des panaches d'eau.

La glace et la neige qui se sont accumulées le long des bords de la première fissure ont par la suite mis de la pression sur la couche glaciaire, ce qui a mené à l’apparition des trois autres crevasses.

Depuis, les effets de marée de la gravité de Saturne chassent l'eau des fissures de façon répétée, empêchant les « plaies » de cicatriser et la glace de se refermer.

Les panaches de vapeur d'eau d'Encelade.

Selon la NASA, des réactions hydrothermales entre des roches chaudes et l'océan se trouvant sous la surface gelée de la lune sont la seule source plausible de la présence des panaches.

Photo : NASA/JPL-Caltech

Une bonne nouvelle pour les astronomes, puisque c’est grâce à ces fissures qu’ils ont été en mesure de recueillir des échantillons des panaches provenant de l'océan souterrain d'Encelade.

Notre modélisation des effets physiques subis par la couche glacée de la lune indique une séquence potentiellement unique d'événements et de processus qui pourraient permettre à ces bandes distinctes d'exister.

Max Rudolph

Le saviez-vous?

Encelade est l'un des quatre objets du système solaire sur lesquels des éruptions ont été observées, avec Io (un satellite de Jupiter), Triton (un satellite de Neptune) et la Terre.

La vie, la vie

Des analyses menées par la NASA en 2017 ont permis de détecter des composés organiques dans les panaches. La vapeur et les particules détectées contenaient jusqu'à 1,4 % d'hydrogène et 0,8 % de dioxyde de carbone. Ces éléments sont essentiels à la méthanogénèse, une réaction chimique permettant sur Terre à des microbes de vivre dans des profondeurs océaniques que les rayons du Soleil ne peuvent atteindre.

Les microbes de notre planète produisent ces composés ou les utilisent pour leur croissance, ce qui amène certains à penser que de minuscules organismes vivent dans l'océan caché d'Encelade.

Cela signifie que même si Encelade peut sembler un endroit inhospitalier comme les autres lunes de Saturne, c'est un candidat de choix dans notre recherche de la vie extraterrestre.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Nature Astronomy (en anglais) (Nouvelle fenêtre).

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