Europe, lune gelée de Jupiter, produit bel et bien de l'oxygène

Une équipe internationale de recherche avec participation suisse a effectué la première mesure directe d'oxygène sur Europe. Cette lune glacée, située à plus de 600 millions de kilomètres de la Terre, orbite autour de la cinquième planète du Système solaire.

"Europe reste ainsi au centre de la recherche de vie extraterrestre", se réjouit Audrey Vorburger, de l'Université de Berne, interrogée par l'ATS. L'astrophysicienne a participé à l'étude publiée dans la revue Nature Astronomy.

Ce corps d'un diamètre équatorial de 3100 kilomètre est la quatrième plus grande des 95 lunes connues de Jupiter et le plus petit des quatre satellites galiléens qui comptent également Io, Ganymède et Callisto.

Grâce à des missions précédentes, les scientifiques pensent qu'un vaste océan interne d'eau salée se cache sous sa croûte glacée de plus de dix kilomètres d'épaisseur et sont curieux de savoir si des conditions propices à la vie existent sous la surface. Là où il y a des océans, la vie est théoriquement possible; la présence d'oxygène était donc déterminante pour savoir si la vie pouvait ou avait pu naître sur Europe.

>> Une visualisation interactive en 3D de la NASA de cette lune: Europa, moon of Jupiter

"L'oxygène pourrait servir de source d'énergie", explique la chercheuse. En effet, l'oxygène libère de l'énergie lorsqu'il réagit avec d'autres substances – par exemple du carbone ou de l'hydrogène. Sur Terre, l'énergie du Soleil est le principal moteur de la vie: "Mais les lunes de Jupiter sont si éloignées de la lumière qu'elles ont besoin d'une autre source d'énergie", note Audrey Vorburger.

Jusqu'à présent, l'oxygène sur la lune glacée n'a été mesuré qu'indirectement, à l'aide de télescopes depuis la Terre et également depuis l'espace avec le télescope Hubble. La nouvelle mesure de l'oxygène sur Europe est la première mesure directe. Elle a été effectuée par la sonde Juno de la NASA, qui a survolé Europe à une distance de 353 kilomètres en septembre 2022: des conclusions obtenues en mesurant le dégazage d'hydrogène à la surface de la lune glacée à l'aide des données recueillies par l'instrument JADE, le Jovian Auroral Distributions Experiment, de l'engin spatial.

>> Mécanisme créant la composition atmosphérique d'Europe:

Des particules chargées provenant de Jupiter impactent la surface d'Europe, principalement constituée d'eau et de glace. Elles brisent les liaisons moléculaires de la glace de surface, dissociant ainsi l'eau pour produire des molécules d'oxygène (O2) et d'hydrogène (H2). Cela constitue un mécanisme d'oxygénation potentiel pour l'océan souterrain d'Europe: certains de ces gaz oxygénés nouvellement créés y migrant, comme le montre le médaillon rond. Ces molécules sont considérées comme les principaux constituants de l'atmosphère d'Europe. "Ce processus s'avère être le mécanisme d'érosion de surface exogène dominant d'Europe par rapport au bombardement de météorites", note l'équipe de recherche dans son étude. [NASA/JPL-Caltech - SWRI/PU]

Moins d'oxygène que prévu

L'oxygène a été mesuré sous forme ionisée, ce qui a permis aux scientifiques de calculer la quantité d'oxygène présente sous forme neutre. Sur la base de ces données, les calculs démontrent qu'environ douze kilogrammes d'oxygène sont produits chaque seconde à la surface d'Europe – ce qui est dans la limite inférieure des attentes, qui allaient de cinq à 1100 kilogrammes par seconde. Cela représente toutefois une production de 1000 tonnes d'oxygène toutes les vingt-quatre heures, de quoi permettre à un million d'êtres humains de respirer pendant une journée.

Pour Audrey Vorburger, ces résultats sont positifs, car c'est la présence d'oxygène qui est importante pour savoir si la vie est possible sur cette lune, et non la quantité.

D'autres résultats à ce sujet sont attendus de la mission JUICE, à laquelle la chercheuse participe également. Cette sonde spatiale a décollé en avril 2023 et est désormais en route vers Jupiter et ses lunes glacées: son arrivée vers la géante gazeuse est prévue en 2031, après une odyssée périlleuse faite de complexes manœuvres d'assistance gravitationnelle.

>> Le long périple de JUICE vers Jupiter: