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Les observations du télescope spatial Hubble de la NASA sur la lune glacée de Jupiter, Europe, ont révélé la présence de vapeur d’eau persistante, mais, mystérieusement, dans un seul hémisphère.

Un océan sous la surface glacée d’Europe

Europe recèle un vaste océan sous sa surface glacée, qui pourrait offrir des conditions propices à la vie. Ce résultat permet aux astronomes de mieux comprendre la structure atmosphérique des lunes glacées et de jeter les bases des missions scientifiques prévues dans le système jovien pour, entre autres, déterminer si un environnement situé à un demi-milliard de kilomètres du Soleil pouvait abriter la vie.

Les observations précédentes de vapeur d’eau sur Europe ont été associées à des panaches faisant éruption à travers la glace, comme ce qui a été photographié par Hubble en 2013. Ils sont analogues aux geysers sur Terre, mais s’étendent sur plus de 95 kilomètres de haut. Ils produisent des bouffées transitoires de vapeur d’eau dans l’atmosphère de cette lune, dont la pression à la surface ne représente qu’un milliardième de celle de l’atmosphère terrestre.

Ces nouveaux résultats montrent toutefois que des quantités similaires de vapeur d’eau se sont répandues sur une plus grande surface d’Europe, lors des observations de Hubble entre 1999 et 2015. Cela suggère la présence à long terme d’une atmosphère de vapeur d’eau uniquement dans l’hémisphère arrière d’Europe – la partie de cette lune qui est toujours opposée à sa direction de mouvement le long de son orbite. La cause de cette asymétrie entre l’hémisphère avant et l’hémisphère arrière n’est pas entièrement comprise.

Une nouvelle analyse des images d’archives

Cette découverte est le fruit d’une nouvelle analyse des images d’archives et des spectres de Hubble, à l’aide d’une technique qui a récemment permis de découvrir de la vapeur d’eau dans l’atmosphère de Ganymède, la lune de Jupiter, par Lorenz Roth, de l’Institut royal de technologie KTH, spécialisé dans la physique de l’espace et des plasmas, en Suède.

« L’observation de la vapeur d’eau sur Ganymède, et sur le côté arrière d’Europe, fait progresser notre compréhension des atmosphères des lunes glacées », a déclaré Roth. « Cependant, la détection d’une abondance d’eau stable sur Europe est un peu plus surprenante que sur Ganymède car les températures de surface d’Europe sont plus basses que celles de Ganymède. »

Europe reflète davantage la lumière du Soleil que Ganymède, ce qui maintient sa surface à 15 degrés Celsius plus fraîche que Ganymède. La température maximale durant la journée sur Europe est de moins 125 degrés Celsius. Pourtant, même à cette température plus basse, les nouvelles observations suggèrent que la glace d’eau se sublime à la surface d’Europe, tout comme sur Ganymède.

Des observations d’Europe dans l’ultraviolet

Pour faire cette découverte, Roth s’est plongé dans les archives de Hubble et a sélectionné des observations d’Europe dans l’ultraviolet datant de 1999, 2012, 2014 et 2015, alors que cette lune se trouvait à différentes positions orbitales.

Ces observations ont toutes été réalisées à l’aide du spectrographe imageur du télescope spatial (STIS) de Hubble. Les observations STIS dans l’ultraviolet ont permis à Roth de déterminer l’abondance d’oxygène – l’un des constituants de l’eau – dans l’atmosphère d’Europe et, en interprétant l’intensité de l’émission à différentes longueurs d’onde, il a pu en déduire la présence de vapeur d’eau.

Cette détection ouvre la voie à des études approfondies d’Europe par de futures sondes, dont Europa Clipper de la NASA et la mission JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de l’Agence spatiale européenne (ESA). Comprendre la formation et l’évolution de Jupiter et de ses lunes aide également les astronomes à mieux comprendre les planètes semblables à Jupiter autour d’autres étoiles.

Cette recherche a été publiée dans Geophysical Research Letters.

Source : Space Telescope Science Institute
Crédit photo : Pixabay