Depuis que le vaisseau spatial Cassini a repéré pour la première fois de la vapeur d'eau et de la glace crachant de fractures dans la surface gelée d'Encelade en 2005, les scientifiques ont émis l'hypothèse qu'un grand réservoir d'eau se trouve sous cette surface glacée, alimentant peut-être les panaches. Maintenant, les mesures de gravité recueillies par Cassini ont confirmé que cette séduisante lune de Saturne abrite en fait un grand océan souterrain près de son pôle sud.
«Pour la première fois, nous avons utilisé une méthode géophysique pour déterminer la structure interne d'Encelade, et les données suggèrent qu'il existe en effet un grand océan, éventuellement régional, à environ 50 kilomètres sous la surface du pôle sud», explique David Stevenson de Caltech, co-auteur d'un article sur la découverte, publié dans le dernier numéro de la revue Science. "Cela fournit alors une histoire possible pour expliquer pourquoi l'eau jaillit de ces fractures que nous voyons au pôle sud."
Sur trois survols distincts en 2010 et 2012, le vaisseau spatial est passé à moins de 100 km d'Encelade, deux fois au-dessus de l'hémisphère sud et une fois au-dessus de l'hémisphère nord.
Au cours des survols, le remorqueur gravitationnel a modifié très légèrement la trajectoire de vol d'un vaisseau spatial, modifiant sa vitesse de seulement 0,2 à 0,3 millimètre par seconde.
Aussi minimes que soient ces écarts, ils étaient détectables dans les signaux radio du vaisseau spatial lorsqu'ils étaient renvoyés vers la Terre, fournissant une mesure de la façon dont la gravité d'Encelade variait le long de l'orbite du vaisseau spatial. Ces mesures pourraient ensuite être utilisées pour déduire la distribution de la masse à l'intérieur de la lune.
Par exemple, une «anomalie» de gravité supérieure à la moyenne pourrait suggérer la présence d'une montagne, tandis qu'une lecture inférieure à la moyenne implique un déficit de masse.
Sur Encelade, les scientifiques ont mesuré une anomalie de masse négative à la surface du pôle sud, accompagnée d'une anomalie positive quelque 30 à 40 km plus bas.
"En analysant le mouvement du vaisseau spatial de cette manière, et en tenant compte de la topographie de la lune que nous voyons avec les caméras de Cassini, nous avons une fenêtre sur la structure interne d'Encelade", a déclaré le principal auteur Luciano Iess.
"C'est vraiment le seul moyen d'apprendre la structure interne de la télédétection", a ajouté Stevenson.
La seule façon d'obtenir des mesures plus précises serait de placer des sismomètres sur la surface d'Encelade. Et cela ne se produira pas de sitôt.
Stevenson a déclaré que l'élément clé des données gravimétriques était l'anomalie de masse négative au pôle sud d'Encelade. Cela se produit lorsqu'il y a moins de masse à un endroit particulier que ce à quoi on pourrait s'attendre dans le cas d'un corps sphérique uniforme. Puisqu'il y a une dépression connue à la surface du pôle sud d'Encelade, les scientifiques s'attendaient à trouver une anomalie de masse négative. Cependant, l'anomalie était un peu plus petite que ce qui était prévu par la dépression seule.
"Les perturbations dans le mouvement du vaisseau spatial peuvent être expliquées plus simplement par la lune ayant une structure interne asymétrique, de telle sorte qu'une coquille de glace recouvre l'eau liquide à une profondeur d'environ 30 à 40 km dans l'hémisphère sud", a déclaré Iess.
Bien que les données gravimétriques ne puissent pas exclure un océan mondial, une mer régionale s'étendant du pôle sud à 50 degrés de latitude sud est la plus cohérente avec la topographie de la lune et les températures locales élevées observées autour des fractures - appelées `` bandes de tigre '' au pôle sud d'Encelade.
Beaucoup ont dit qu'Encelade était l'un des meilleurs endroits du système solaire pour rechercher la vie. Les scientifiques réputés Carolyn Porco et Chris McKay ont publié un article récent intitulé «Suivez le panache: l'habitabilité d'Encelade», où ils disent que, puisque l'analyse du panache par la mission Cassini indique que le «panache stable provient d'une eau liquide souterraine réservoir qui contient du carbone organique, de l'azote biologiquement disponible, des sources d'énergie redox et des sels inorganiques »que les échantillons du panache projetant dans l'espace sont accessibles avec une mission de survol à faible coût. "Aucun autre monde n'a des indications aussi bien étudiées des conditions d'habitation."
Ces dernières découvertes de Cassini rendent la mission d'Encelade encore plus attrayante.
Paper in Science (paywall) "Le champ de gravité et la structure intérieure d'Encelade."
Sources: ESA, Caltech
