La Galileo de la NASA mesure des panaches sur la Lune de Jupiter, en Europe

Illustration de l'artiste représentant Jupiter et Europa (au premier plan) avec la sonde Galileo après son passage dans un panache sortant de la surface de la lune. Les lignes de champ magnétique (illustrées en bleu) montrent comment le panache interagit avec le flux ambiant de plasma jovien. Les couleurs rouges sur les lignes indiquent des zones de plasma plus denses.
NASA / JPL-Caltech / Univ. du Michigan

Les mondes océaniques abondent dans le système solaire extérieur et, semble-t-il, les panaches. Une nouvelle analyse de données datant de plusieurs décennies provenant de la sonde spatiale Galileo de la NASA, qui a atteint le système de Jupiter en 1995, montre la meilleure preuve à ce jour pour les panaches de la lune glacée Europa.

Il est maintenant plus facile que jamais de confondre Europa avec son cousin beaucoup plus petit, Encelade. Encelade, large de 504 km (313 milles), est une lune glacée en orbite autour de Saturne. En 2015, Cassini a été témoin de la vapeur d'eau qui s'échappait de sa surface dans des panaches hauts de cent kilomètres. Au cours des dix dernières années, Hubble a repéré plusieurs allusions à des panaches provenant de l’Europa, large de 3 122 km, l’une des lunes galiléennes de Jupiter. Les données correspondaient à une "anomalie de chaleur" observée dans la même région dans les données ultérieures de Galileo; cependant, les preuves n'étaient pas définitives.

Inspirés par les images alléchantes de Hubble, Xianzhe Jia (Université du Michigan) et ses collègues sont revenus aux données recueillies par la sonde Galileo il y a 20 ans. Ils se sont rendus compte que la région où Hubble avait vu des traces de plumes répétées se trouvait à proximité de l'une des régions survolées par Galileo Galileo aurait pu survoler un panache sans que personne ne s'en rende compte.

Galileo avait réalisé un total de 11 survols rapprochés d'Europa, mais seulement deux d'entre eux étaient suffisamment proches pour avoir une chance de détecter tout ce qui ressemblait à un panache. C'était le premier de ceux-ci qui s'est avéré être le coffre au trésor. Galileo volait à moins de 400 km de la surface de la lune à 6 km / s, parcourant 1 000 km en seulement trois minutes à son plus proche approche, lorsque son magnétomètre mesurait le fléchissement du champ magnétique puis sautait brusquement en force. . Pendant ce temps, le spectromètre à onde plasma de la sonde a montré une concentration dense de particules chargées qui ont soudainement disparu.

Ces trois panneaux montrent (en fausses couleurs) ce qui semble être des panaches d'eau s'étendant du membre d'Europa sur des images du télescope spatial Hubble, mais les observations étaient à la limite de la limite de détection de Hubble. À cette longueur d'onde ultraviolette (centrée à 150 nm), Europa semble sombre, une image de la lune provenant de la sonde Galileo a donc été ajoutée.
NASA / ESA / W. Sparks / Centre scientifique d'astrogéologie de l'USGS

Mais le vrai stimulant était un modèle informatique sophistiqué connu sous le nom de simulation 3D magnétohydrodynamique multi-fluide - un code qui n'existait pas encore lorsque Galileo collectait pour la première fois ses données. L’équipe a utilisé ce qu’elle savait déjà des observations de Hubble sur la taille et la densité potentielles du panache, puis a exécuté la simulation. À leur plus grand plaisir, le panache simulé reproduisait joliment le champ magnétique et les changements de densité observés par Galileo.

Galilée n'aurait pas vu grand-chose, le flux de particules était mince. Les scientifiques de la NASA espèrent que la mission Europa Clipper, dont le lancement est prévu pour le milieu des années 2020, imagera directement les panaches grâce à la diffusion de la lumière solaire par des particules en suspension dans l'air.

Les scientifiques en imagerie Cassini ont utilisé des vues comme celle-ci pour les aider à identifier l'emplacement des sources de jets individuels projetant des particules de glace, de la vapeur d'eau et des composés organiques à la surface de la lune de Saturne, Enceladus. Les scientifiques de l'équipe Europa Clipper espèrent avoir une vision similaire des panaches Europa.
NASA / JPL / Institut des sciences spatiales

"Le but d'Europa Clipper était de faire une recherche aussi globale que possible des panaches", explique Elizabeth Turtle (Laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins). "Mais cela nous donne un bon point de départ."

Contrairement à Galileo, le Clipper se rapprochera beaucoup de la lune glacée - certains de ses 44 passages l’emmèneront à 25 km de la surface.

La sonde portera des spectromètres de masse pour déduire la composition de la surface, de l’océan sous-marin et des panaches d’Europa et, comme Galileo, d’instruments servant à mesurer la densité du plasma et les champs magnétiques. Contrairement à Galileo, le Clipper disposera également de systèmes d'imagerie visible et infrarouge, d'un spectrographe à ultraviolets et d'un radar pénétrant dans la glace qui mesurera des kilomètres sous la surface glacée d'Europa.

Bien que les instruments soient connus, la trajectoire ne l’est pas et ces nouveaux résultats aideront à définir la position du Clipper en orbite autour de Europa.