La magnétosphère de Saturne contient du plasma piégé et des particules chargées énergiques qui irradent constamment la surface d’Encelade. Le plasma se compose d’une variété de particules chargées, y compris des ions de groupe d’eau, formées principalement à partir d’électrons à haute énergie interagissant avec le matériau du panache. Les observations des instruments à bord du vaisseau spatial Cassini de la NASA montrent que sur les satellites glacés intérieurs de Saturne, tels que Mimas et Tethys, l’irradiation par le plasma froid assombrit les spectres de réflectance et produit des caractéristiques en forme de bullseye sur les surfaces des lunes. Cependant, chez Enceladus, les effets du bombardement du plasma sont inconnus et difficiles à déterminer.
« Alors que l’identification de molécules organiques complexes dans l’environnement d’Encelade reste un indice important dans l’évaluation de l’habitabilité de la lune, les résultats démontrent que la chimie axée sur les radiations à la surface et dans les panaches pourrait également créer ces molécules », a déclaré le Dr Grace Richards, chercheur de l’istituto nazionale di astrofisica e Planetologa spaziale.
Les panaches d’Enceladus ont été découverts en 2005 par le vaisseau spatial Cassini de la NASA.
Ils émanent de longues fractures appelées «rayures de tigre» qui sont situées dans la région polaire sud d’Enceladus.
L’eau provient d’un océan sous-surface, et l’énergie pour chauffer l’océan et produire les panaches est le résultat de forces de marée gravitationnelles à partir de l’intérieur massif de Saturne d’Enceladus.
Cassini a volé à travers les panaches, «dégustant» certaines des molécules en eux et les trouvant riches en sels et contenant une variété de composés organiques.
Comme les composés organiques, dissous dans un océan souterrain d’eau, pourraient se transformer en molécules prébiotiques qui sont les précurseurs de la vie, ces résultats intéressaient un grand intérêt pour les astrobiologistes.
Cependant, les nouveaux résultats montrent que l’exposition au rayonnement piégé dans la puissante magnétosphère de Saturne pourrait déclencher la formation de ces composés organiques sur la surface glacée d’Encelade. Cela remet en question leur pertinence astrobiologique.
Dans leurs recherches, le Dr Richards et ses collègues ont simulé la composition de la glace à la surface et dans les murs des bandes de tigres d’Enceladus.
Cette glace contenait de l’eau, du dioxyde de carbone, du méthane et de l’ammoniac et a été refroidie à moins 200 degrés Celsius.
Les chercheurs ont ensuite bombardé la glace avec des ions pour reproduire l’environnement de rayonnement autour d’Encelade.
Les ions ont réagi avec les composants glacés, créant toute une bande d’espèces moléculaires, y compris le monoxyde de carbone, le cyanate et l’ammonium.
Ils ont également produit des précurseurs moléculaires en acides aminés, dont des chaînes forment des protéines qui entraînent des réactions métaboliques, réparent les cellules et transmettent des nutriments dans les formes de vie.
Certains de ces composés ont déjà été détectés à la surface d’Encelade, mais d’autres ont également été identifiés dans les panaches.
« Les molécules considérées comme prébiotiques pourraient se former de manière plausible in situ par le traitement des radiations, plutôt que nécessairement provenir de l’océan souterrain », a déclaré le Dr Richards.
« Bien que cela n’exclut pas la possibilité que l’océan d’Encelade soit habitable, cela signifie que nous devons être prudents pour faire cette hypothèse simplement à cause de la composition des panaches. »
«Comprendre comment faire la différence entre les matières organiques dérivées de l’océan et les molécules formées par des radiations interagissant avec la surface et les rayures du tigre sera très difficile.»
«Plus de données provenant de futures missions seront nécessaires, comme une mission d’Encelade proposée qui est actuellement à l’étude dans le cadre des recommandations de Voyage 2050 pour le programme scientifique de l’ESA jusqu’au milieu du siècle.»
Les conclusions de l’équipe ont été présentées plus tôt ce mois-ci Réunion conjointe EPSC-DPS2025 à Helsinki, Finlande.
