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De la vapeur d’eau détectée dans l’atmosphère de Ganymède, lune de Jupiter

Illustration artistique de Jupiter et sa lune Ganymède.

La présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Ganymède, la lune de Jupiter, est une première.

Photo : NASA

Radio-Canada

Des astrophysiciens ont détecté pour la première fois des preuves de la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Ganymède, l’un des 79 satellites naturels confirmés de Jupiter.

Pour établir la présence de cette vapeur d’eau, les scientifiques américains et européens ont fouillé à nouveau des données recueillies par Hubble dans les deux dernières décennies.

Leurs travaux, publiés dans la revue Nature Astronomy (Nouvelle fenêtre) (en anglais), montrent que cette vapeur d'eau se forme lorsque la glace à la surface de la lune se sublime, c'est-à-dire qu'elle passe de l'état solide à l'état gazeux.

Ganymède 101

  • Cette lune est le plus gros satellite naturel de Jupiter, mais aussi le plus gros du système solaire.
  • Avec un diamètre de 5268 kilomètres, il dépasse de 8 % celui de Mercure et de 2 % celui de Titan, la plus grande lune de Saturne.
  • Elle serait composée de matières rocheuses et d’eau, cette dernière étant principalement présente sous forme de glace.
  • Des études laissent à penser qu’elle contient plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis.

Un monde de glace

Une grande partie de l’eau qui se trouve sur Ganymède serait enfouie à 160 kilomètres sous sa surface.

Il y existerait un océan d’eau salée à l’état liquide, piégé entre deux couches de glace.

La vapeur d'eau ne proviendrait donc pas de l'évaporation de cet océan glacé, mais bien de la surface où les particules chargées provenant du Soleil transformeraient la glace en vapeur d'eau.

Mauvaise interprétation

En 1998, le spectrographe imageur installé sur le télescope Hubble avait renvoyé les premières images ultraviolettes (UV) de Ganymède. Certaines de ces images révélaient des rubans colorés de gaz électrifiés, des aurores, preuve que Ganymède possède un faible champ magnétique.

À l’époque, des scientifiques avaient estimé que l’atmosphère de Ganymède contenait de l'oxygène atomique. Or, lorsqu'ils ont revisité ces données et les ont couplées avec d’autres plus récentes, les auteurs de la présente étude arrivent à une conclusion différente : il n'y aurait pratiquement pas d'oxygène atomique dans son atmosphère, mais de l'oxygène moléculaire y serait bien plus présent.

Les chercheurs ont ensuite observé de plus près la distribution des aurores dans les images pour en arriver à la conclusion que la température de la surface de Ganymède peut devenir suffisamment chaude à l’équateur vers midi pour que sa surface glacée libère (ou sublime) de petites quantités de molécules d'eau.

En fait, les différences perçues dans les images d’aurores sont directement liées aux endroits où l'on peut s'attendre à trouver de l'eau dans l'atmosphère d’une lune.

Jusqu'à présent, nous n’avons observé que de l'oxygène moléculaire, explique dans un communiqué Lorenz Roth de l’Institut royal de technologie de Stockholm. Celui-ci est produit lorsque des particules chargées érodent la surface de la glace. La vapeur d'eau que nous mesurons maintenant provient de la sublimation de la glace causée par l'échappement thermique de la vapeur d'eau des régions glacées chaudes, conclut-il.

Impression artistique de jets à la surface d'Europe

Impression artistique de jets à la surface d'Europe

Photo : Nasa/Esa/K. Retherford/SWR

En juin 2022, l’Agence spatiale européenne lancera la mission JUICE vers Jupiter. La sonde y arrivera en 2029 et survolera à plusieurs reprises trois des quatre satellites galiléens de Jupiter – Callisto, Europe et Ganymède. La sonde se placera ensuite en orbite autour de Ganymède pour l’étudier en profondeur.

Une meilleure compréhension du système jovien, de son origine à l'émergence de possibles environnements habitables, permettra de mieux cerner comment des planètes géantes gazeuses et leurs satellites se forment et évoluent et pourraient peut-être soutenir des formes de vie.

Des geysers de vapeur d’eau ont déjà été découverts sur Europe. De tels panaches ont également été détectés sur Triton de Neptune et Encelade de Saturne.

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