En 2005, le vaisseau spatial Cassini de la NASA nous a donné une vue incroyable sur Enceladus en train de souffler des fontaines de vapeur d'eau et de glace. Maintenant, Encelade est à nouveau à l'honneur comme la seule lune du système solaire connue pour contribuer de manière significative à la chimie de sa planète mère.
Plus tôt cette année, l'ESA a annoncé que son observatoire spatial Herschel avait observé un énorme tore de vapeur d'eau autour de Saturne qui provenait apparemment d'Encelade. Il s'étend sur environ 600 000 kilomètres et s'étend sur environ 60 000 kilomètres de profondeur, mais plus que sa taille, c'est ce qu'il semble faire… ajouter de l'eau à la haute atmosphère de Saturne. Parce que la vapeur n'est pas détectable aux longueurs d'onde visibles, cette observation est venue comme révélation pour la portée de Herschel.
"Herschel fournit de nouvelles informations spectaculaires sur tout, des planètes de notre propre système solaire aux galaxies à des milliards d'années-lumière", a déclaré Paul Goldsmith, scientifique du projet Herschel de la NASA au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie.
Bien que l'observation infrarouge Herschel soit nouvelle, l'indication d'un tore de vapeur autour de Saturne ne l'est pas. Les missions Voyager et Hubble de la NASA avaient donné des indices aux astronomes dans le passé. En 1997, l’observatoire infrarouge de l’Agence spatiale européenne a cité l’eau dans l’atmosphère de Saturne et deux ans plus tard, le satellite d’astronomie à ondes submillimétriques de la NASA l’a confirmé à nouveau. Mais cette confirmation n'a fait qu'ajouter à un puzzle. L'eau trouvée dans les niveaux de nuages inférieurs de Saturne ne pouvait pas dépasser le pont supérieur plus froid… D'où venait donc l'eau? La réponse est venue sous la forme d'observations de Herschel et d'une modélisation informatique très astucieuse.
"Ce qui est étonnant, c'est que le modèle, qui est une itération dans une longue lignée de modèles de cloud, a été construit sans connaissance de l'observation." dit Tim Cassidy, un récent chercheur post-doctoral au JPL qui est maintenant au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université du Colorado, Boulder. «Ceux d'entre nous dans cette petite communauté de modélisation utilisaient les données de Cassini, Voyager et du télescope Hubble, ainsi que la physique établie. Nous ne nous attendions pas à des "images" aussi détaillées du tore, et la correspondance entre le modèle et les données a été une merveilleuse surprise. "
Grâce à ces simulations, les chercheurs ont émis l'hypothèse qu'une grande partie de l'eau dans le tore était simplement perdue dans l'espace et une partie est retirée par gravité pour ajouter de la matière aux anneaux de Saturne. Cependant, ce sont les 3 à 5% qui sont revenus dans l'atmosphère de Saturne qui sont les plus intéressants. Combien de vapeur d'eau y a-t-il? Grâce à la combinaison d'informations provenant à la fois de Herschel et de l'instrument UVIS (Ultraviolet Imaging Spectrograph) à bord du vaisseau spatial Cassini, nous avons appris qu'environ 12 000 kilogrammes sont éjectés d'Encelade chaque minute. Pouvez-vous imaginer combien cela représenterait en un an… ou plus?!
"Avec les mesures Herschel du tore de 2009 et 2010 et notre modèle de nuage, nous avons pu calculer un débit source de vapeur d'eau provenant d'Encelade", a déclaré Cassidy. "Il est très proche de la découverte UVIS, qui a utilisé une méthode complètement différente."
"Nous pouvons voir l'eau quitter Encelade et nous pouvons détecter le produit final - l'oxygène atomique - dans le système Saturne", a déclaré Candy Hansen, membre de l'équipe scientifique de Cassini UVIS, du Planetary Science Institute, Tucson, Ariz. "C'est très agréable avec Herschel pour savoir où ça va entre-temps. »
Un petit pourcentage s’additionne à de grands nombres puissants, et les molécules d’eau du tore impactent l’atmosphère de Saturne dans une large mesure en apportant de l’hydrogène et de l’oxygène.
"Lorsque l'eau se bloque dans le tore, elle est soumise aux processus qui dissocient les molécules d'eau", a déclaré Hansen, "d'abord à l'hydrogène et à l'hydroxyde, puis l'hydroxyde se dissocie en hydrogène et en oxygène atomique." Cet oxygène est dispersé à travers le système Saturne. «Cassini a découvert l'oxygène atomique en s'approchant de Saturne, avant de se mettre en orbite. À l'époque, personne ne savait d'où cela venait. Maintenant nous le faisons. "
Très peu de jours s'écoulent sans que nous apprenions quelque chose de nouveau sur le système solaire et son fonctionnement interne. Grâce à des observations comme celles effectuées par l'Observatoire spatial Herschel et des missions comme Cassini-Huygens, nous sommes en mesure de mieux comprendre la dynamique derrière la beauté… et comment un petit acteur peut jouer un rôle majeur.
"L'effet profond que cette petite lune Encelade a sur Saturne et son environnement est étonnant", a déclaré Hansen.
Source de l'histoire originale: Communiqué de presse JPL.
