Cérès : fin du mystère des taches blanches à la surface de la planète naine

La planète naine CérèsCérès, située entre Mars et JupiterJupiter, est essentiellement constituée de roches et de glace, mais la question de la présence d'un liquide sous sa surface demeurait sans réponse jusqu'à présent. Aussi, on ne savait pas à quelle époque la planète naine aurait pu être géologiquement active. La sonde Dawn, qui a étudié Cérès de 2015 à 2018, a permis d'en apprendre plus sur ces deux points. Les résultats apparaissent dans une collection spéciale d'articles publiés par Nature Astronomy, Nature Geoscience et Nature Communications le 10 août.

Un réservoir liquide souterrain

La sonde Dawn a fourni des photos d'une résolution incroyable de Cérès et, notamment, de ses taches claires. Ces régions brillantes sont des dépôts constitués principalement de carbonate de sodium (Na₂CO₃), provenant probablement d'un liquide qui a percolé jusqu'à la surface et s'est évaporé, laissant derrière lui une croûtecroûte de sel hautement réfléchissante. Cependant, l'origine de ce liquide restait un mystère.

En analysant les données recueillies vers la fin de la mission, les scientifiques de Dawn ont conclu que le liquide provenait d'un réservoir profond de saumure ou d'eau enrichie en sel. En étudiant la gravité de Cérès, les scientifiques en ont appris davantage sur sa structure interne et ont pu déterminer que le réservoir de saumuresaumure faisait environ 40 kilomètres de profondeur et des centaines de kilomètres de large. Cérès est donc un monde aquatique, similaire à plusieurs satellites des planètes géantes.

Le cratère Occator et ses taches blanches. © Nasa, JPL-Caltech, Ucla, MPS, DLR, IDA

Un corps avec une géologie active récente et inhabituelle

Les scientifiques savaient que les micrométéorites bombardaient fréquemment la surface de Cérès, ce qui, au fil du temps, devrait assombrir les taches claires. Leur luminositéluminosité indique donc qu'elles sont probablement jeunes, ce qui a pu être confirmé : certaines ont moins de deux millions d'années !

Par ailleurs, il semble que l'activité géologique à l'origine de ces gisementsgisements se poursuive. En effet, à la surface de Cérès, les sels contenant de l'eau se déshydratent en quelques siècles seulement. Cependant, les mesures de Dawn montrent qu'ils contiennent encore de l'eau, les fluides doivent donc avoir atteint la surface très récemment. Cela prouve à la fois la présence de liquide sous la région du cratère Occator et le transfert continu de matière de l'intérieur vers la surface.

Dans notre Système solaire, l'activité géologique glacée se produit principalement sur les luneslunes glacées, où elle est favorisée par l'interaction gravitationnelle avec leur planète. Cependant, Cérès n'étant pas un satellite, le mouvementmouvement des saumures à la surface de la planète naine suggère que d'autres grands corps riches en glace qui ne sont pas des satellites pourraient également être actifs. Outre les taches claires, la présence de collines coniques rappelant les pingos (petites montagnes de glace dans les régions polaires formées par des eaux souterraines pressurisées gelées) que l'on trouve sur la Terre va également dans le sens de l'existence de liquide sous ce cratère. De telles formations ont été repérées sur Mars, mais leur découverte sur Cérès en fait une première sur une planète naine.

À plus grande échelle, les scientifiques ont pu cartographier la densité de la croûte de Cérès en fonction de la profondeur, une première pour un corps planétaire riche en glace. En utilisant des mesures gravimétriques, ils ont constaté que la densité crustale de Cérès augmentait considérablement avec la profondeur, bien au-delà du simple effet de la pressionpression. Les chercheurs ont déduit qu'au moment même où le réservoir de Cérès gèle, le sel et la boue sont incorporés dans la partie inférieure de la croûte.