Grâce à l'analyse de données rapportées par la sonde Voyager, des chercheurs se sont penchés sur les cinq plus grosses lunes d'Uranus et la possibilité d'un océan sous leur croûte glacée. Et, surprise, quatre d'entre elles pourraient bien en posséder un !
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Partie en exploration depuis août 1977, la sonde Voyager 2Voyager 2 a survolé les planètes SaturneSaturne, Uranus et NeptuneNeptune dans les années 1980. Devenant ainsi la toute première, et pour le moment la seule sonde qui s'est approchée autant des deux géantes glacées. Depuis, elle continue sa trajectoire en s'éloignant du Soleil, et se trouve maintenant à plus de 19 milliards de kilomètres de la Terre.
Si les données renvoyées sur les géantes glacées ont déjà été étudiées en partie, elles viennent d'être revisitées par des chercheurs dans une publication de Journal of Geoophysical Research. Le tout dans le but de chercher des traces d'un océan liquide, pourtant estimés improbables dans ces satellites froids.
« En ce qui concerne les petits corps - les planètes et les lunes naines - les scientifiques planétaires ont déjà trouvé des preuves d'océans dans plusieurs endroits improbables, notamment les planètes naines CérèsCérès et PlutonPluton, et la lune MimasMimas de Saturne », a déclaré dans un communiqué Julie Castillo-Rogez, première auteure de l'étude et scientifique au Jet Propulsion Laboratory de la NasaNasa. « Il y a donc des mécanismes en jeu que nous ne comprenons pas complètement. Cet article étudie ce qu'ils pourraient être et comment ils sont pertinents pour les nombreux corps du Système solaireSystème solaire qui pourraient être riches en eau mais avoir une chaleurchaleur interne limitée. »
Si peu de chaleur s'échappe, l'eau pourrait être toujours liquide
Au total, 27 lunes entourent Uranus, mais ce sont les cinq plus grandes lunes uraniennes qui ont été analysées, par ordre décroissant de massemasse : TitaniaTitania, Oberon, UmbrielUmbriel, ArielAriel et MirandaMiranda. Avec Titania, la plus grande, ayant un diamètre de 1 580 kilomètres deux fois plus petit que celui d'Europe. Selon l'étude, si l'un de ces corps recèle un océan, son épaisseur ne dépassera pas 50 kilomètres, voire 30 kilomètres pour Arien et Umbriel. Une estimation faite grâce à une modélisationmodélisation des structures internes de chaque satellite, basée à la fois sur les connaissances des autres lunes connues comme CharonCharon et Cérès, et sur les données de Voyager 2 et des observations faites au sol.
Leur conclusion pour Miranda est peu encourageante : si la lune uranienne avait abrité un océan, il serait déjà gelé ! En effet, les modélisations montrent qu'elle perd de la chaleur trop rapidement à cause de sa surface fragmentée, et qu'aucun phénomène ne permettrait de la chauffer suffisamment. Pour les autres, un océan est possible ! La porositéporosité évaluée par les chercheurs se révèle bien plus faible, signifiant qu'ils perdent bien moins de chaleur. Mais en créent aussi très peu. « Par conséquent, le budget thermique actuel de ces lunes est limité à la désintégration radio-isotopique à longue duréedurée de vie », décrit l'étude.
Un océan potentiellement habitable sur Titania et Oberon
C'est durant leur formation que tout se serait joué, notamment sa différenciation avec celle des inclusions riches en calciumcalcium et aluminiumaluminium. En effet, cette différence détermine ensuite la quantité de radio-isotopesisotopes à courte durée de vie qui auront été accrétés et pourront ensuite dégager de la chaleur !
Insuffisantes cependant pour être responsables de tout le chauffage. À l'exception du cas d'Ariel pour laquelle du cryovolcanisme a été constaté, si elle s'est formée suffisamment tôt, le chauffage par les décroissances de l'aluminium (26Al) aurait pu être suffisant pour déclencher la fusionfusion de glace. Dans le cas contraire, des effets de maréemarée lors d'un passage en résonancerésonance avec un autre satellite auraient aussi pu provoquer une fusion au moins partielle. Et ce même passage aurait ensuite « fermé » la surface de la lune, lui permettant de garder sa chaleur interne ! Le même constat a été établi pour Umbriel, qui pourrait ainsi abriter un océan de 10 à 15 kilomètres d'épaisseur.
Pour Titania et ObéronObéron, le bilan est d'autant plus positif : étant plus massifs, les effets de marée dus à UranusUranus permettent un chauffage plus intense, effet qui se rajoute aux deux autres cités précédemment ! Ils pourraient ainsi abriter un océan plus épais, et surtout plus chaud, donc potentiellement habité ! L'étude ajoute que « des observations récentes au télescopetélescope au sol des lunes uraniennes ont détecté de la glace de dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO2) et peut-être des espècesespèces contenant de l'ammoniacammoniac (NH3) et de l'ammonium (NH4) sur leurs surfaces », des éléments avec des propriétés antigel.
On pourrait finalement considérer que ces océans seraient plutôt des « reliques » d'anciens océans que des océans épais. Et le défi sera ensuite de les détecter. « Ces océans résiduels pourraient encore être détectables par sondage magnétique in situ, à condition que leurs températures ne descendent pas trop en dessous du point de congélation de l'eau (≲245 K) », détaille l'étude. Creuser la surface des lunes serait aussi efficace pour déterminer la présence de différents éléments ! Les travaux futurs des chercheurs, décrit leur étude, seront plutôt centrés sur « les implications de l'augmentation du réchauffement des marées due au croisement de résonance sur l'évolution globale des lunes ».
