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Un océan sous la surface de la lune Mimas de Saturne

Gros plan sur la lune Mimas de Saturne.

La petite lune de Saturne, Mimas (à gauche), a probablement quelque chose en commun avec sa grande voisine Encelade : un océan interne sous une épaisse surface glacée.

Photo : ASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Radio-Canada

Le tout petit satellite naturel Mimas de la planète Saturne contient un océan interne liquide sous sa surface gelée, affirment des astronomes américains.

La scientifique Alyssa Rhoden, spécialiste de la géophysique des satellites glacés, et ses collègues du Southwest Research Institute tentaient de prouver que cette petite lune, la plus proche de Saturne, était un satellite inerte et gelé.

Ces chercheurs ont plutôt découvert des preuves irréfutables que Mimas possède un océan interne liquide, note un communiqué publié par l’institut.

Ils en viennent à cette conclusion à la suite de l’analyse de données recueillies grâce à la mission Cassini de la NASA. La sonde, désintégrée dans l’atmosphère de Saturne en 2017, a permis de déceler une oscillation dans la rotation de la lune, un phénomène qui indique souvent qu’un objet est géologiquement actif et qu’il peut supporter un océan interne.

Si Mimas possède un océan, elle représente une nouvelle classe de petits mondes océaniques discrets dont les surfaces ne trahissent pas l'existence de l'océan, estime Mme Rhoden.

Repères

  • Pas moins de 83 satellites naturels sont en orbite autour de Saturne. De ce nombre, l’existence de 77 a été confirmée.
  • C’est quatre de plus que Jupiter, qui en possède 79. Cette dernière en posséderait cependant davantage, selon des travaux publiés en 2020.
  • Les lunes de Saturne ont des tailles très variées. Certaines ont moins d'un kilomètre de diamètre, alors que Titan est plus grosse que la planète Mercure. Parmi les satellites recensés, 13 ont un diamètre de plus de 50 km.
  • Titan possède une atmosphère dense, et Encelade émet des geysers de gaz et de poussières et pourrait contenir de l'eau liquide sous son pôle Sud.

Des mondes océaniques

L'une des plus grandes découvertes de la science planétaire de ces 25 dernières années est l’existence d’océans, sous des couches de roche et de glace, dans des objets de notre système solaire, poursuit le communiqué.

En effet, des océans se trouvent sous la surface de certains satellites glacés de planètes géantes, comme Europe, Titan et Encelade, ainsi que des planètes naines lointaines comme Pluton.

Pour réussir à abriter des océans à la surface, comme c’est le cas de la Terre, les astres doivent se trouver à une certaine distance de leur étoile.

Toutefois, des océans intérieurs peuvent se trouver sur des astres beaucoup plus éloignés, ce qui augmente considérablement le nombre de mondes habitables susceptibles d'exister dans la galaxie, expliquent les chercheurs.

Au départ, la surface très cratérisée de Mimas laissait à penser que cette lune n’était qu’un bloc de glace gelé. Habituellement, les astres qui contiennent des mondes océaniques souterrains ont tendance à être fracturés et à montrer d'autres signes d'activité géologique.

Il s'avère que la surface de Mimas nous trompait, et notre nouvelle compréhension a considérablement élargi la définition d'un monde potentiellement habitable dans notre système solaire et au-delà, poursuivent les auteurs de ces travaux publiés dans la revue Icarus (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

La force des marées

Sur un satellite naturel, le processus de marée dissipe l'énergie orbitale et rotationnelle sous forme de chaleur.

Pour correspondre à la structure intérieure déduite […] de Mimas, le réchauffement par marée à l'intérieur de la lune doit être suffisamment important pour empêcher l'océan de geler, mais suffisamment faible pour maintenir une épaisse coquille de glace, explique le communiqué.

En utilisant des modèles de réchauffement par les marées, les chercheurs ont créé des simulations qui permettent d’expliquer l’existence d'une coquille de glace de 23 à 32 kilomètres d'épaisseur recouvrant un océan liquide.

La plupart du temps, lorsque nous créons ces modèles, nous devons les affiner pour produire ce que nous observons, affirme Mme Rhoden. Cette fois-ci, la preuve d'un océan interne est apparue tout simplement dans les scénarios les plus réalistes de stabilité de la coquille de glace.

En outre, l'équipe a constaté que le flux de chaleur à la surface est lié à l'épaisseur de la coquille de glace, ce qu'une sonde pourrait éventuellement vérifier.

Dans les prochaines années, la sonde Juno passera près de la lune Europe et utilisera son radiomètre à micro-ondes pour mesurer les flux de chaleur. Les informations recueillies permettront aux scientifiques de comprendre comment le flux thermique influe sur les coquilles de glace d’objets comme Mimas.

L'évaluation du statut de Mimas […] aidera à mieux comprendre les anneaux et les lunes de taille moyenne de Saturne, ainsi que la prévalence des lunes océaniques potentiellement habitables, notamment dans le cas d’Uranus. Mimas est donc une cible convaincante pour la poursuite de nos recherches, conclut Alyssa Rhoden.

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