Ganymède : de la vapeur d’eau a peut-être été détectée dans l’atmosphère de la plus grosse lune du système solaire
Une équipe internationale d’astronomes a utilisé le télescope Hubble pour observer l’atmosphère de Ganymède, le plus gros satellite de Jupiter, et y trouver des traces de vapeur d’eau.
Image d’entête : cartes de Ganymède, la plus grande lune de Jupiter, basées sur les données des sondes Voyager et Galileo. (USGS Astrogeology Science Center/ Wheaton/ NASA/ JPL-Caltech)
Ganymède est le plus grand des satellites de notre système solaire, avec un diamètre de 5 200 km, soit 1,5 fois plus grand que notre propre Lune. C’est un monde froid, composé de quantités égales de roche et d’eau, avec un océan sous la surface qui pourrait contenir plus d’eau que tous les océans de la Terre réunis.
Mais c’est aussi le plus grand corps du système solaire sans aucune sorte d’atmosphère substantielle. Lorsque la sonde Voyager 1 l’a survolée en 1979, elle n’a pas détecté d’atmosphère, bien que quelques décennies plus tard, le télescope spatial Hubble ait réussi à en repérer une très fine et ténue, composée principalement de molécules d’oxygène (O2).
Cette image présente Ganymède, la lune de Jupiter, vue par le télescope spatial Hubble de la NASA en 1996. (NASA/ ESA/ John Spencer (SwRI Boulder))
On pense que ces molécules sont créées lorsque des particules chargées et le rayonnement solaire frappent la surface glacée de Ganymède. Cela divise les molécules d’eau en divers groupes de molécules et d’atomes, dont l’hydrogène atomique (H) et l’oxygène moléculaire. L’hydrogène, plus léger, est rapidement perdu, tandis que la gravité de la lune retient les molécules d’oxygène, plus lourdes.
Les astronomes soupçonnent depuis longtemps que l’atmosphère de Ganymède doit également contenir de l’eau, créée par le même processus à la surface. En particulier, la surface glacée se « sublime », la glace se transformant directement en vapeur d’eau (H2O) et sautant le stade liquide.
La modélisation a suggéré que l’H2O devrait dominer l’atmosphère au point subsolaire de Ganymède, c’est-à-dire la partie la plus chaude de l’atmosphère où le rayonnement du Soleil frappe directement, tandis que l’oxygène moléculaire domine le reste.
Maintenant, cette nouvelle recherche a tourné le regard de Hubble vers la lune jovienne pour résoudre ce problème. L’équipe, dirigée par Lorenz Roth de l’Institut royal de technologie KTH en Suède, a utilisé le spectrographe Cosmic Origins de Hubble pour étudier la composition chimique de l’atmosphère de Ganymède.
Leurs résultats sont conformes à la modélisation : les signatures spectrales indiquent que l’H2O est plus abondant autour du point subsolaire, mais que l’O2 est plus abondant ailleurs.
Les images ultraviolettes de Ganymède prises par Hubble en 1998 avaient été interprétées à l’origine comme des images de l’oxygène atomique de l’atmosphère, mais la nouvelle analyse a révélé que les différences dans les aurores ultraviolettes sont en corrélation avec le réchauffement de la température de la surface de Ganymède au cours de la journée, exactement au moment où l’eau se sublime dans l’atmosphère. (NASA/ ESA/ Lorenz Roth)
L’équipe note que la découverte d’eau dans l’atmosphère de Ganymède guidera les futures missions spatiales, notamment la mission JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de l’Agence spatiale européenne. JUICE devrait atteindre la géante gazeuse en 2031 et effectuer plusieurs survols des lunes avant de se mettre en orbite autour de Ganymède en 2034 pour au moins 280 jours.
Selon les chercheurs dans leur étude :
Plusieurs instruments scientifiques sont équipés pour mesurer l’environnement de gaz neutre de Ganymède et notamment l’abondance de H2O par télédétection des émissions UV, optiques, infrarouges et submillimétriques, ainsi que par détection in situ avec le détecteur de particules neutres.
Nos résultats placent des contraintes observationnelles sur la contribution de la sublimation à l’atmosphère, et fournissent aux équipes de l’instrument JUICE des informations précieuses qui peuvent être utilisées pour affiner leurs plans d’observation.
Les résultats sont publiés dans Nature Astronomy : A sublimated water atmosphere on Ganymede detected from Hubble Space Telescope observations et présentée sur le site de la NASA : Hubble Finds First Evidence of Water Vapor at Jupiter’s Moon Ganymede.
