Le SwRI a contribué aux nouvelles découvertes du cycle 1 du JWST qui montrent que le panache d’eau s’échappant d’Encelade, lune de Saturne, s’étend sur 6 000 miles, soit plus de 40 fois la taille de la lune. À la lumière de cette découverte, Christopher Glein, du SwRI, a reçu une allocation du cycle 2 du JWST de la NASA pour étudier le panache ainsi que la surface glacée d’Encelade, afin de mieux comprendre l’habitabilité potentielle de ce monde océanique. Crédit : NASA/ESA/CSA/Alyssa Pagan (STScI)/Geronimo Villanueva (NASA-GSFC)
Un scientifique du SwRI obtient des observations d’Encelade dans le cadre du cycle 2 du JWST
Deux scientifiques du Southwest Research Institute (SwRI) ont fait partie de l’équipe du James Webb Space Telescope (JWST) qui a observé un imposant panache de vapeur d’eau s’étendant sur plus de 6 000 miles – une distance comparable à celle qui sépare les États-Unis du Japon – jaillissant de la surface d’Encelade, une lune de Saturne. Cette découverte remarquable, réalisée au cours du cycle 1 du JWST de la NASA, a conduit le Dr Christopher Glein du SwRI à recevoir une allocation du cycle 2 pour examiner à la fois le panache et les composés chimiques cruciaux à la surface, dans le but de mieux comprendre l’habitabilité possible de ce corps céleste océanique.
Au cours de son étude approfondie du système saturnien, qui a duré 13 ans, la sonde Cassini a établi l’existence d’un océan souterrain d’eau liquide sur Encelade. La sonde a analysé des échantillons lorsque des panaches de grains de glace et de vapeur d’eau ont jailli dans l’espace à partir de fissures dans la surface glacée de la lune.
« Encelade est l’un des objets les plus dynamiques du système solaire et constitue une cible de choix dans la recherche de la vie au-delà de la Terre », a déclaré M. Glein, expert en océanographie extraterrestre. Il est coauteur d’un article récemment accepté par Nature Astronomy. « Depuis que la sonde Cassini de la NASA a observé Encelade pour la première fois, nous ne cessons d’être surpris par ce qui se passe sur cette lune extraordinaire.
Une fois de plus, les dernières observations réalisées avec le spectrographe proche infrarouge de Webb ont donné des résultats remarquables.
« Lorsque j’ai regardé les données, j’ai d’abord pensé que je devais me tromper, tant il était choquant de cartographier un panache de plus de 20 fois le diamètre de la lune », a déclaré Geronimo Villanueva, du Goddard Space Flight Center de la NASA et auteur principal de l’article récent. « Le panache s’étend bien au-delà de ce que nous aurions pu imaginer.
La sensibilité de Webb révèle une nouvelle histoire sur Encelade et sur la façon dont il alimente en eau tout le système de Saturne et de ses anneaux. Alors qu’Encelade tourne autour de la géante gazeuse en seulement 33 heures, la lune crache de l’eau, laissant un halo, presque comme un beignet, dans son sillage. Le panache est non seulement énorme, mais l’eau se répand dans l’anneau E dense de Saturne. Les données du JWST indiquent qu’environ 30 % de l’eau reste dans le sillage de la lune, tandis que les 70 % restants s’échappent pour alimenter le reste du système saturnien.
« Pour la première fois, les observations de Webb illustrent visuellement le rôle des panaches de vapeur d’eau de la lune dans la formation du tore », a déclaré Silvia Protopapa, experte en analyse de la composition des corps glacés du système solaire, qui faisait également partie de l’équipe du cycle 1. « C’est une preuve éclatante des capacités extraordinaires de Webb. Je suis ravie de faire partie de l’équipe du cycle 2 alors que nous entamons notre recherche de nouvelles indications d’habitabilité et d’activité de panache sur Encelade ».
Encouragé par les résultats incroyables de la première observation fugace d’Encelade par Webb, Glein dirige la même équipe qui observera à nouveau Encelade avec le JWST au cours de l’année prochaine.
« Nous rechercherons des indicateurs spécifiques d’habitabilité, tels que des signatures organiques et du peroxyde d’hydrogène », a déclaré M. Glein. « Le peroxyde d’hydrogène est particulièrement intéressant car il peut fournir des sources d’énergie métabolique beaucoup plus puissantes que celles que nous avons identifiées précédemment. Cassini ne nous a pas donné de réponse claire sur la disponibilité d’oxydants aussi puissants sur Encelade ».
Les nouvelles observations fourniront la meilleure opportunité à distance de rechercher des indicateurs d’habitabilité à la surface, en augmentant le rapport signal/bruit d’un facteur 10 par rapport au cycle 1. Il est également important de comprendre la variabilité temporelle du dégazage du panache pour planifier les futures missions scientifiques planétaires qui cibleront le panache.
« Webb peut servir de pont entre Cassini et la mission de recherche de vie proposée, Orbilander », a déclaré M. Glein. « Après le cycle 2, nous aurons une meilleure idée de la répartition des échantillons océaniques sur la surface d’Encelade, et non pas seulement près du pôle sud. Ces prochaines observations pourraient nous aider à déterminer si Orbilander peut accéder à des échantillons d’océan près de l’équateur, ce qui pourrait nous aider à retourner sur Encelade plus tôt. »
Référence : « JWST molecular mapping and characterization of Enceladus’ water plume feeding its torus » par G. L. Villanueva, H. B. Hammel, S. N. Milam, V. Kofman, S. Faggi, C. R. Glein, R. Cartwright, L. Roth, K. P. Hand, L. Paganini, J. Spencer, J. Stansberry, B. Holler, N. Rowe-Gurney, S. Protopapa, G. Strazzulla, G. Liuzzi, G. Cruz-Mermy, M. El Moutamid, M. Hedman et K. Denny, 19 juin 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-02009-6