« Excellente nouvelle pour la recherche de la vie » : les geysers d’une lune de Saturne pourraient cacher un avantage décisif

Avez-vous déjà entendu parler de L4 ? C'est un projet encore à l'étude et pas encore approuvé par l'Agence spatiale européenne (ESA). Mais si la mission le devient, alors l'ESA envisage de lancer à l'horizon des années 2040 une sonde avec un orbiteur et un atterrisseur à destination d'Encelade, la lune glacée de Saturne avec des geysers.

Encelade : des simulations pourraient enfin expliquer comment son océan fracture sa banquise

Les geysers d'Encelade, la lune glacée de Saturne, fascinent car ils pourraient contenir des traces de formes de vie existant dans son océan global. Ils sortent de fractures à son pôle Sud, fractures dont les planétologues cherchent à comprendre l'origine.... Lire la suite

On sait que la mission Cassini, dont était membre le regretté André Brahic, a permis de découvrir que cette lune possède clairement un océan global sous une banquise qui l'est tout autant et d'où proviendraient les geysers découverts par Cassini. Les observations ont montré que l'on pouvait probablement lui transposer le raisonnement déjà fait dans le cas d'une autre lune avec un océan et une banquise globale, à savoir Europe, la lune glacée de Jupiter. Raisonnement qui laisse espérer l'apparition de la vie aussi bien sur Europe que sur Encelade.

Ce schéma montre comment les scientifiques pensent que l’eau interagit avec la roche au fond de l’océan d’Encelade, une lune de Saturne, pour créer des cheminées hydrothermales comme on en trouve le long des frontières des plaques tectoniques dans les océans de la Terre. © Nasa, JPL-Caltech, Southwest Research Institute

Des sources hydrothermales extraterrestres ?

Dans les deux cas, on peut en effet supposer l'existence de sources hydrothermales dans les profondeurs de ces océans (voir la vidéo ci-dessous) tirant leurs températures et leurs énergies de la chaleur produite par des forces de marée malaxant les lunes dans les systèmes joviens et saturniens (dans le cas de Jupiter, elles sont à l'origine des volcans et lacs de lave de Io). Or, on sait que sur Terre, dans les profondeurs des océans, de telles sources hébergent des écosystèmes fascinants, alimentés en énergie et molécules organiques par de la chimiosynthèse, notamment basée sur le soufre, l'hydrogène et des réactions chimiques entre l'eau et les minéraux de roches ignées volcaniques.

À bord de la sonde Cassini autour de Saturne avec André Brahic

Après l'immense succès de la longue mission Cassini-Huygens, il est juste de rendre hommage à André Brahic, l'un de ses ardents défenseurs et qui a travaillé pour l'équipe d'imagerie. En 2011, Futura l'avait interrogé sur ce thème et ses réponses, six ans plus tard, sont toujours instructives.... Lire la suite

Toutefois, bien qu'Europe soit plus proche de la Terre qu'Encelade, elle baigne dans des radiations rapidement délétères pour l'électronique d'une sonde en orbite ou d'un atterisseur. Ce n'est pas le cas d'Encelade.  

Aujourd'hui, deux nouvelles études publiées dans Science Advances renforcent l'intérêt de la mission L4, confirmant qu'Encelade est une cible majeure dans la recherche de vie extraterrestre.

Sous sa surface glacée, Encelade, la lune glacée de Saturne, réserve de nombreuses surprises : un réservoir d'eau liquide, des composés chimiques organiques et des sources hydrothermales. Découvrez ce que vous devez savoir sur Encelade, un monde océanique qui peut offrir des conditions favorables à la vie. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa

Des biosignatures concentrées dans la glace ?

On doit le premier article à une équipe internationale de chercheurs, parmi lesquels se trouvent Frank Postberg, planétologue à la Freie Universität Berlin, et le second à une autre équipe similaire, dont est membre un autre planétologue de la Freie Universität, Nozair Khawaja.

Dans le premier article, il est question d'une modélisation de l'activité cryovolcanique d'Encelade et plus précisément de l'origine des microparticules de glace dans ses d’immenses panaches jaillissant de fissures situées au pôle Sud de la lune et projetant ces particules à des centaines de kilomètres dans l'espace.

On avait déjà quelques idées de leurs compositions quand la sonde Cassini a traversé ces panaches à plusieurs reprises afin d'en analyser la composition, cette dernière devant en partie au moins être liée à celle de l'océan d'Encelade.

La modélisation et des expériences en laboratoire sur Terre ont eu comme résultat de montrer que des gouttes d'eau en cours d'éjection dans les fractures de la banquise d'Encelade ne gelaient pas ultra-rapidement, ce qui laissait le temps à des processus physico-chimiques de concentrer dans ces gouttes certaines molécules du plus grand intérêt pour des exobiologistes cherchant à savoir si des formes de vie étaient apparues dans son océan global. Plus précisément et comme l'explique un communiqué de la Freie Universität, des sels et les matières organiques se retrouvent ainsi répartis dans différentes zones de chaque gouttelette en cours de congélation.

Schéma montrant l'océan d'Encelade qui contient de nombreux ingrédients clés du vivant. © Nasa, JPL-Caltech

Au final et pour faire simple, on obtient alors dans l'espace des microparticules de glace pouvant ainsi être largement constituées de substances fortement concentrées. Des analyses par des instruments présents dans un orbiteur ou un atterrisseur pour une mission telle que L4 pourraient donc être facilitées par l'existence de ces processus et livrer peut-être des biosignatures.

Le site idéal pour enfin comprendre l’origine de la vie et l'exobiologie sans se perdre

L'origine et la place de la vie dans l'Univers sont parmi les questions les plus profondes qu'Homo sapiens se pose depuis des millénaires. Depuis un peu moins d'un siècle, des réponses partielles ont été apportées de façon scientifique dans le cadre d'une nouvelle science : l'exobiologie. Un groupe de chercheurs français dans ce vaste domaine a mis en ligne des cours accessibles sur cette science que renouvelle l'étude des exoplanètes, mais tout de même destinés à un public cultivé.... Lire la suite

C'est ce que souligne Postberg dans le communiqué : « C'est une excellente nouvelle pour la recherche de la vie. Les futures sondes spatiales devront analyser de nombreuses particules de glace individuelles dans le panache. Mais si elles tombent sur une particule contenant de la matière microbienne, elles pourraient identifier relativement facilement des biosignatures grâce à des technologies déjà disponibles. » Le communiqué ajoute : « Le laboratoire de Postberg à la Freie Universität Berlin a déjà réalisé des expériences montrant que des instruments spécialisés seraient capables de détecter du matériel cellulaire microbien au sein de particules individuelles provenant des panaches glacés. »

La mission vers Encelade – La mission L4 de l'ESA. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © LIRA - Observatoire de Paris-PSL

Des extrêmophiles producteurs de méthane sur Encelade ?

Le résultat le plus intéressant publié le même jour dans Science Advances est peut-être celui d'une équipe de la Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU).

Les exobiologistes y annoncent avoir tout d'abord réussi à reproduire en laboratoire les conditions régnant dans l'océan d'Encelade, plus précisément une eau fortement alcaline, contenant très peu d'oxygène mais une forte concentration de carbonates, ainsi que les interactions hydrothermales entre l'eau et les roches du fond océanique.

Ils ont ensuite cherché à savoir comment s'y comporterait un organisme extrêmophile bien connu sur Terre, une archée (un micro-organisme unicellulaire procaryote, c'est-à-dire dépourvu de noyau et d'organites, formant l'un des grands domaines du vivant aux côtés des bactéries et des eucaryotes) du nom de Methanothermococcus okinawensis. Cette archée productrice de méthane prospère à haute température à proximité des sources hydrothermales des grands fonds terrestres, son métabolisme nécessitant essentiellement que de l'hydrogène et du dioxyde de carbone.

De façon surprenante, le thermophile continuait à croître et à produire du méthane en utilisant l'hydrogène généré par les réactions entre l'eau et les roches dans le milieu reproduisant les conditions d'Encelade.

Gardons bien à l'esprit que tout ceci ne prouve pas qu'une vie existe sur Encelade, mais les conditions de son océan pourraient être compatibles avec un métabolisme microbien de type méthanogène. Si de tels organismes existent, les panaches d'Encelade pourraient naturellement concentrer leurs biosignatures dans certaines particules de glace, facilitant considérablement leur détection par une future mission spatiale.