Encelade, la lune de Saturne, éjecte continuellement un panache de grains de glace et de gaz provenant de son océan souterrain via des fractures proches de son pôle sud. À l’aide des données du vaisseau spatial Cassini de la NASA, une équipe de chercheurs planétaires de l’Université de Stuttgart et de la Freie Universität de Berlin a analysé chimiquement les particules fraîchement émises provenant directement de l’océan d’Encelade. Ils ont pu détecter des intermédiaires de molécules organiques potentiellement biologiquement pertinentes – esters/alcènes aliphatiques, (hétéro)cycliques, éthers/éthyle et, provisoirement, composés contenant de l’azote et de l’oxygène – qui ont ainsi été découverts pour la première fois dans des particules de glace provenant d’un océan extérieur à la Terre.
Encelade mesure environ 500 km de diamètre ; sa surface est recouverte d’une coquille de glace d’une épaisseur moyenne d’environ 25 à 30 km.
En 2005, Cassini a découvert la première preuve qu’Encelade possède un océan caché sous la surface.
Des jets d’eau jaillissent des fissures proches du pôle sud de la Lune, projetant des grains de glace dans l’espace.
Plus petits que des grains de sable, certains minuscules morceaux de glace retombent à la surface de la Lune, tandis que d’autres s’échappent et forment un anneau autour de Saturne qui trace l’orbite d’Encelade.
« Cassini détectait constamment des échantillons d’Encelade alors qu’il survolait l’anneau E de Saturne », a déclaré Nozair Khawaja, chercheur à la Freie Universität Berlin et auteur principal de l’étude.
« Nous avions déjà trouvé de nombreuses molécules organiques dans ces grains de glace, notamment des précurseurs d’acides aminés. »
Les grains de glace dans l’anneau peuvent être vieux de plusieurs centaines d’années. En vieillissant, ils peuvent avoir été « altérés » et donc altérés par un intense rayonnement spatial.
Les scientifiques voulaient étudier les grains frais éjectés beaucoup plus récemment pour avoir une meilleure idée de ce qui se passe exactement dans l’océan d’Encelade.
Heureusement, ils disposaient déjà des données. En 2008, Cassini a traversé les embruns glacés. Des grains immaculés ont été éjectés quelques minutes seulement avant d’atteindre l’instrument Cosmic Dust Analyser (CDA) du vaisseau spatial à environ 18 km/s. Ce n’étaient pas seulement les grains de glace les plus frais jamais détectés par Cassini, mais aussi les plus rapides.
« Les grains de glace contiennent non seulement de l’eau gelée, mais également d’autres molécules, notamment des matières organiques », a déclaré le Dr Khawaja.
« À des vitesses d’impact plus faibles, la glace se brise et le signal provenant d’amas de molécules d’eau peut masquer le signal de certaines molécules organiques. »
« Mais lorsque les grains de glace atteignent rapidement le CDA, les molécules d’eau ne se regroupent pas, et nous avons la possibilité de voir ces signaux auparavant cachés. »
Il a fallu des années pour acquérir les connaissances des survols précédents, puis les appliquer pour déchiffrer ces données.
Mais maintenant, les auteurs ont révélé quels types de molécules étaient présentes à l’intérieur des grains de glace fraîche.
Ils ont constaté que certaines molécules organiques déjà trouvées réparties dans l’anneau E étaient également présentes dans les grains de glace fraîche. Cela confirme qu’ils sont créés dans l’océan d’Encelade.
Ils ont également découvert des molécules totalement nouvelles, jamais vues auparavant dans les grains de glace d’Encelade.
Pour les chimistes, les fragments moléculaires nouvellement détectés comprenaient des esters/alcènes aliphatiques et (hétéro)cycliques, des éthers/éthyle et, provisoirement, des composés contenant de l’azote et de l’oxygène.
Sur Terre, ces mêmes molécules sont impliquées dans les chaînes de réactions chimiques qui conduisent finalement aux molécules plus complexes essentielles à la vie.
« Il existe de nombreuses voies possibles depuis les molécules organiques que nous avons trouvées dans les données de Cassini jusqu’à des composés potentiellement biologiquement pertinents, ce qui augmente la probabilité que la Lune soit habitable », a déclaré le Dr Nozair.
« Il y a beaucoup plus de données que nous explorons actuellement, nous sommes donc impatients d’en découvrir davantage dans un avenir proche. »
« Ces molécules que nous avons trouvées dans le matériau fraîchement éjecté prouvent que les molécules organiques complexes détectées par Cassini dans l’anneau E de Saturne ne sont pas seulement le produit d’une longue exposition à l’espace, mais sont facilement disponibles dans l’océan d’Encelade », a déclaré le co-auteur, le Dr Frank Postberg, également de la Freie Universität Berlin.
Les résultats ont été publiés ce mois-ci dans la revue Astronomie naturelle.
