Illustration d'un artiste de panaches d'eau qui jaillissent de l'océan glacé de la lune de Jupiter Europa.
(Image: © Conceptual Image Lab de la NASA - Michael Lentz (USRA), Walt Feimer (KBRwyle), Bailee DesRocher (USRA) et Jet Propulsion Laboratory de la NASA)
En 2012, le télescope spatial Hubble a aperçu un faible panache de matière au pôle sud de la lune de Jupiter, Europa. Depuis lors, la lune a fourni de faibles lueurs de panaches, faisant allusion à ce matériau de son océan intérieur glacial pourrait être projeté dans l'espace.
Maintenant, une nouvelle étude qui a creusé des images de la lune pour rechercher des signes de matériel sur le paysage européen, pour ne trouver aucune indication évidente des éruptions.
En 1995, la NASA Mission Galileo est arrivé au système Jupiter et a commencé une sonde détaillée des géantes gazeuses et de ses lunes, y compris Europa. Europa a également été visité par la NASA Voyageur et le vaisseau spatial New Horizons à la sortie du système solaire. En utilisant les données collectées par les trois missions, Paul Schenk, chercheur au Lunar and Planetary Institute de Houston, a pu rechercher des signes de changements qui pourraient indiquer que des matériaux en éruption étaient retombés à la surface. Les panaches eux-mêmes pourraient aider à révéler des informations sur l'océan caché sous la glace.
"Les panaches sur les corps glacés produisent généralement une gamme de tailles de particules", a déclaré Schenk à Space.com par e-mail. La gravité ramène à la surface la plus grosse et la plus massive des particules. "Ces particules sont toujours différentes de la surface d'une manière ou d'une autre, soit par la composition et la couleur, soit par la taille des particules et donc la luminosité apparente", a-t-il déclaré. "Nous nous attendions donc à voir une sorte de luminosité ou de signature de couleur anormale près des sources, où qu'elles se trouvent."
Mais Schenk n'a trouvé aucune variation de luminosité ou de composition qui pourrait indiquer que des matériaux océaniques auraient pu se retrouver à la surface de la lune.
L'absence surprenante de variations pourrait signifier que l'activité du panache a été relativement continue au cours des trois décennies de cartographie, les particules exsudées se mélangeant au fil du temps sans différences évidentes. Une autre option est que les panaches produisent des dépôts "furtifs" non visibles avec les instruments disponibles. Enfin, les panaches eux-mêmes pourraient être atypiques, pas vraiment des panaches mais quelque chose d'invisible sur d'autres mondes.
"Nous ne savons pas vraiment pourquoi nous ne voyons pas de signe évident de panaches sur la surface d'Europa", A déclaré Schenk." Nous devrons y aller pour le découvrir. "
En surface, Europa semble plutôt banal, un monde gris et blanc avec des traces de taches rouges intrigantes. La lune entière est recouverte de glace, cachant un océan en dessous. L'interaction de l'océan avec les couches rocheuses en dessous pourrait fournir un havre pour la vie d'évoluer, surtout si les océans contiennent des évents qui apportent de la chaleur de l'intérieur.
Depuis 2012, Hubble a repéré plusieurs indices d'activité explosive comme la lune est passée entre la Terre et Jupiter. Au cours de certains passages, la lumière de Jupiter a été bloquée par la vapeur s'échappant de la surface de la lune.
Europa n'est pas la première lune connue pour avoir des panaches explosifs. Lune de Saturne Encelade est bien connu pour cracher du matériel de son crevasses 'rayures de tigre' à son pôle sud. La mission Cassini de la NASA a survolé l'une des éruptions pour obtenir un échantillon du matériel, que le vaisseau spatial n'avait pas été initialement conçu pour collecter et examiner.
Quand la NASA Mission Europa Clipper arrive sur la lune dans les années 2030, il sera mieux préparé aux panaches. Le vaisseau spatial transportera le spectromètre de masse pour l'exploration planétaire / Europa (MASPEX), qui collectera les gaz autour de la lune et analysera tout panache qui pourrait être libéré dans l'espace. Pour ce faire, le vaisseau spatial doit survoler les régions où le matériel est expulsé. L'identification de ces régions avant l'arrivée du vaisseau spatial faciliterait le processus.
En utilisant les cartes créées par les trois missions, Schenk a créé de nouvelles cartes qui ont révélé comment la surface a évolué au fil du temps. Les caractéristiques changeantes apparaîtraient comme de plus grandes caractéristiques sombres ou lumineuses distinctes du paysage statique et immuable de la lune. Mais les nouvelles cartes n'ont révélé aucun changement majeur de plus de 50 kilomètres à la surface.
Ensuite, Schenk a sondé spécifiquement les sites candidats du panache, les régions identifiées sur la base de où des panaches avaient été repérés sur Europa. La couverture d'image des sites du pôle sud identifiés par Hubble était médiocre et aucune caractéristique évidente n'était visible.
"Les panaches peuvent ne pas produire de dépôts observables dans l'imagerie existante", a écrit Schenk dans son article, publié le 24 mars dans le Lettres du journal astrophysique. "Cela est possible si les panaches d'Europa sont des" panaches furtifs "uniquement en phase vapeur, mais il serait difficile d'expliquer l'incapacité de la vapeur d'eau à cristalliser en particules lors de la ventilation dans l'espace."
La différence de taille entre les particules ventilées et les particules de surface doit être suffisamment différente pour être repérée par l'engin spatial, même si elles sont minces au sol. Cependant, si les panaches furtifs sont la norme, une spectrométrie de cartographie infrarouge moyen ou ultraviolette peut être nécessaire pour les détecter. Clipper portera un appareil photo numérique sensible aux longueurs d'onde ultraviolettes et pourra peut-être repérer les traces.
Le chaos d'Europe
Des régions déroutantes appelées terrain de chaos pourrait potentiellement produire des panaches à court terme et masquer leurs empreintes digitales. Des centaines de régions du chaos sont dispersées à la surface de la lune, avec des dômes et des blocs de glace. Comme la couche inférieure de glace de surface est chauffée par les interactions de marée entre Jupiter et Europa, la surface se boucle et crée des fractures de contrainte. La glace sur le dessus s'affaiblit et la croûte se boucle et s'enfonce, formant de plus grands blocs de glace de type glacier.
Schenk a déclaré que ces événements violents pouvaient exposer de l'eau liquide à la surface pendant de courtes périodes. Cette eau pourrait bouillir pour produire des panaches localisés de cristaux de vapeur d'eau gelés. Il y a de faibles indications autour des terrains qui pourraient être des empreintes digitales des panaches.
"Nous pourrions observer cela à des échelles de quelques kilomètres sous la forme de halos sombres autour de certains chaos [terrain], mais nous ne sommes pas sûrs", a déclaré Schenk.
Une autre possibilité est que les gouffres étendus s'étendant sur plus de 600 miles (1000 kilomètres) à travers la surface d'Europa pourraient expulser des matériaux. Parfois, les gouffres contiennent des crêtes doubles avec des matériaux rougeâtres foncés recouvrant les surfaces jusqu'à 6 miles (10 km) le long des côtés. Des recherches antérieures ont suggéré que le matériau rouge bruni le long des flancs pourrait provenir d'une ventilation explosive des gouffres, tout comme des jets de vapeur d'eau des fissures centrales le long des doubles arêtes d'Encelade.
"Si les matériaux rougeâtres plus sombres flanquant des crêtes doubles sur Europa sont dus à la ventilation de matériaux de panache comme ceux d'Encelade, ils auraient été spectaculaires", a déclaré Schenk. Au cours des éruptions, les crêtes auraient libéré des matériaux sur la majeure partie de leur longueur, créant de longs rideaux de gaz et de particules de plusieurs kilomètres de haut s'arquant dans l'espace au-dessus de chaque crête, bien qu'il soit peu probable qu'ils explosent tous en même temps.
"Cela aurait été assez excitant de se tenir là, dans une combinaison spatiale, en regardant ces événements le long des crêtes qui disparaissent à l'horizon", a déclaré Schenk.
Les nouveaux résultats soulignent la quantité limitée et la faible qualité des images de la lune. Clipper prévoit d'entreprendre une chasse extensive pour l'activité du panache, avec, espérons-le, plus de succès. Jusque-là, les panaches peuvent rester un mystère, a déclaré Schenk.
"Quoi qu'il se passe à Europa, nous ne sommes pas encore allés au fond des choses."
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