La mission Juno de la NASA mesure la quantité d’oxygène sur Europe. La lune recouverte de glace de Jupiter génère 1 000 tonnes d’oxygène toutes les 24 heures, soit suffisamment pour permettre à un million de personnes de respirer pendant une journée. Mais le taux de production d’oxygène sur Europe, la lune de Jupiter, est nettement plus lent que la plupart des études précédentes. Les résultats, publiés le 4 mars dans la revue Nature Astronomy, ont été obtenus en mesurant l’évolution de l’hydrogène à partir de la surface de la lune glacée de Jupiter à l’aide des données collectées par l’instrument Jovian Auroral Distributions Experiment (JADE).
Juno est équipé de 11 instruments scientifiques de pointe conçus pour étudier le système de Jupiter, dont neuf capteurs de particules chargées et d’ondes électromagnétiques pour étudier la magnétosphère de Jupiter. Juno fait partie du programme New Frontiers de la NASA, qui est exploité au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour le compte de la direction des missions scientifiques de l’agence à Washington. L’Agence spatiale italienne (ASI) a financé le projet Jovian InfraRed Auroral Mapper. Lockheed Martin Space à Denver a construit et exploite le vaisseau spatial.
Europe, avec un diamètre équatorial de 1 940 milles (3 100 kilomètres), est la quatrième plus grande des 95 lunes connues de Jupiter et la plus petite des quatre lunes galiléennes. Les scientifiques pensent que sous sa croûte glacée se trouve un vaste océan interne d’eau salée, et ils sont curieux de savoir si les conditions propices à la vie pourraient exister sous la surface.
Cette vue de la lune glacée de Jupiter, Europe, a été capturée par JunoCam à bord du vaisseau spatial Juno de la NASA lors d’un survol rapproché de la mission le 29 septembre 2022. Données d’images: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS. Traitement d’image: Kevin M. Gill CC BY 3.0
Les auteurs de l’article estiment que la quantité d’oxygène produite est d’environ 26 livres par seconde (12 kilogrammes par seconde). Les estimations précédentes allaient de quelques livres à plus de 2 000 livres par seconde (plus de 1 000 kilogrammes par seconde). Les scientifiques pensent qu’une partie de l’oxygène ainsi produit pourrait se retrouver dans l’océan souterrain de la Lune comme source possible d’énergie métabolique.
Ce n’est pas seulement l’eau qui attire l’attention des astrobiologistes : la localisation de la lune de Jupiter joue également un rôle important dans les capacités biologiques. L’orbite d’Europe la place directement au centre des ceintures de rayonnement de la géante gazeuse. Les particules chargées ou ionisées de Jupiter bombardent la surface glacée, divisant les molécules d’eau en deux, créant ainsi de l’oxygène qui peut s’écouler dans l’océan d’Europe.
«L’Europe est comme une boule de glace qui perd lentement de l’eau dans le courant. Sauf dans ce cas, le flux est un fluide de particules ionisées autour de Jupiter en raison de son champ magnétique inhabituel», a déclaré Jamie Szalay, scientifique de JADE, de l’Université de Princeton dans le New Jersey. «Lorsque ces particules ionisées entrent en collision avec Europe, elles détruisent la molécule de glace d’eau à la surface, produisant de l’hydrogène et de l’oxygène. Dans un sens, la coquille de glace entière est constamment érodée par des vagues de particules chargées qui la submergent.»
Alors que Juno passait à moins de 220 miles (354 kilomètres) d’Europe à 14 h 36 PST le 29 septembre 2022, JADE a identifié et mesuré les ions hydrogène et oxygène créés par le bombardement de particules chargées, puis «captés» par le champ magnétique de Jupiter alors qu’il se précipitait devant le satellite.
Cette illustration montre des particules chargées de Jupiter tombant sur la surface d’Europe, divisant les molécules d’eau gelées en molécules d’oxygène et d’hydrogène. Les scientifiques pensent que certains de ces gaz oxygène nouvellement créés pourraient migrer vers l’océan souterrain d’Europe, comme le montre l’encadré. NASA/JPL-Caltech/SWRI/PU
«Lorsque la mission Galileo de la NASA a survolé Europe, elle nous a ouvert les yeux sur l’interaction complexe et dynamique d’Europe avec son environnement. Juno a fourni une nouvelle opportunité de mesurer directement la composition des particules chargées éjectées de l’atmosphère d’Europe, et nous étions impatients de regarder derrière le voile de ce monde aquatique fascinant”, a déclaré Szalay. “Mais ce que nous n’avions pas réalisé, c’est que les observations de Juno nous donneraient une contrainte aussi stricte sur la quantité d’oxygène produite sur la surface glacée d’Europe.”
“Notre capacité à voler près des lunes galiléennes au cours de notre mission prolongée nous a permis de commencer à poursuivre un large éventail d’investigations scientifiques, y compris des opportunités uniques de contribuer à l’étude de l’habitabilité d’Europe”, a déclaré Scott Bolton, chercheur principal de Juno du Institut de recherche du Sud-Ouest, Institut de San Antonio. «Et nous n’avons pas encore fini. D’autres survols de la lune de Jupiter et la première exploration de l’anneau voisin et de l’atmosphère polaire de Jupiter sont encore à venir.»
La production d’oxygène est l’un des nombreux aspects que la mission Europa Clipper de la NASA explorera lorsqu’elle arrivera sur Jupiter en 2030. La mission dispose d’une charge utile complexe de neuf instruments scientifiques pour déterminer si Europe a des conditions habitables. Bolton et le reste de l’équipe de la mission Juno se tournent désormais vers un autre monde de Jupiter: la lune Io, parsemée de volcans. Le 9 avril, le vaisseau spatial s’approchera de sa surface à une distance d’environ 10 250 milles (16 500 kilomètres). Les données que Juno collectera viendront compléter les résultats des survols passés d’Io, y compris deux approches extrêmement rapprochées à une distance d’environ 932 milles (1 500 kilomètres) le 30 décembre 2023 et le 3 février 2024.
Jupiter vu par le télescope Hubble
La planète géante Jupiter est à nouveau révélée dans toute sa splendeur rayée par le télescope spatial Hubble de la NASA dans ces dernières images prises les 5 et 6 janvier 2024, montrant les deux faces de la planète. Hubble observe chaque année Jupiter et les autres planètes extérieures du système solaire dans le cadre du programme Outer Planets Atmospheric Legacy (OPAL). Ces vastes mondes sont enveloppés de nuages et de brume provoqués par des vents violents, provoquant un kaléidoscope de conditions météorologiques en constante évolution.
Le télescope spatial Hubble de la NASA a capturé des images des deux côtés de la planète géante Jupiter les 5 et 6 janvier 2024. NASA, ESA, STScI, Amy Simon (NASA-GSFC)
Dans l’image de gauche, la Grande Tache Rouge Classique, beaucoup plus grande en volume que la Terre, se détache nettement dans l’atmosphère de Jupiter. En bas à droite, à une latitude plus au sud, se trouve un objet parfois appelé Red Spot Jr. Cet anticyclone est le résultat d’une fusion de tempêtes en 1998 et 2000, et est devenu rouge pour la première fois en 2006 avant de redevenir beige pâle les années suivantes. Cette année, il est encore légèrement plus rouge.
L’origine de la couleur rouge est inconnue, mais peut inclure un certain nombre de composés chimiques: soufre, phosphore ou matière organique. Restant dans leurs voies mais voyageant dans des directions opposées, Red Spot Jr. passe la Grande Tache Rouge environ une fois tous les deux ans. Un autre petit anticyclone rouge apparaît dans l’extrême nord.
Sur l’image de droite: l’activité des tempêtes est également évidente dans l’hémisphère opposé. Deux tempêtes, un cyclone rouge foncé et un anticyclone rougeâtre, apparaissent l’une à côté de l’autre à droite du centre. Ces tempêtes tournent dans des directions opposées, indiquant une alternance de systèmes hautes et basses pressions. Quant au cyclone, il y a une remontée d’eau sur les bords avec des nuages descendant au milieu, ce qui entraîne une dissipation de la brume atmosphérique.
Les tempêtes devraient rebondir les unes sur les autres en raison de leurs rotations dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens inverse. Vers le bord gauche de l’image se trouve la lune galiléenne intérieure de Jupiter, Io, le corps le plus volcaniquement actif du système solaire malgré sa petite taille (à peine plus grande que la Lune terrestre).
Hubble reconnaît les dépôts issus des éruptions volcaniques en surface grâce à sa sensibilité aux longueurs d’onde bleues et violettes. En 1979, la sonde spatiale Voyager 1 de la NASA a découvert l’apparence de pizza et l’activité volcanique d’Io. Hubble a repris là où le Voyager s’était arrêté, observant la lune agitée Io année après année.