Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à mesurer la température sous la croûte de jela lune de Jupiter volcaniquement plus actif du système solaire. La sonde de la NASA a réussi Junonqui tourne autour de la géante gazeuse depuis 2016. Grâce à l’outil Radiomètre à micro-ondes (MWR) était possible cartographier la température de la croûte rocheuse profond. L’étude a été réalisée par une équipe de recherche de JPL (Laboratoire de propulsion à réactionl’un des centres de recherche les plus importants de la NASA) et publié dans la revue Journal de recherche géophysique : Planètes.
Contrairement aux autres lunes galiléennes, comme Europe, Ganymède et Callisto, qui cachent des océans d’eau sous d’épaisses croûtes de glace, Io est un monde entièrement rocheux qui héberge des centaines de volcans actifs. La raison de cette intense activité géologique est frottement des marées. La gravité de Jupiter étire et comprime Io le long de son orbite légèrement elliptique, faisant élever et abaisser sa surface jusqu’à 100 mètres pendant chaque orbite et générant de la chaleur dans les coquilles rocheuses internes.
C’est le même mécanisme que l’on pense être le cas sur d’autres lunes glacées. vous permettent de maintenir de la océans liquides caché sous la croûte de glace. Comprendre comment ce processus fonctionne sur Io, où le phénomène est plus facile à observer, permet également de comprendre les mondes où la vie aurait pu se former.
Juno a mesuré la chaleur sous la croûte d’Io avec des survols rapprochés
Les observations analysées par l’étude proviennent de deux survols rapprochés d’Io réalisés par la sonde Juno les 30 décembre 2023 et 3 février 2024. Lors de ces survols la sonde a pointé l’instrument MWR, composé de six antennes capable de capter des micro-ondes avec des longueurs d’onde comprises entre environ 1,3 et 50 centimètres. Lors de ces survols la sonde est passée seule 1 500 km d’altitude de la surface d’Io.
Contrairement à la lumière infrarouge qui est utilisée pour cartographier la température de surface d’une planète ou d’une lune, la micro-ondes basse fréquence ils parviennent à pénétrer les matériaux solides sur plusieurs mètres avant d’être réémis dans l’espace. En observant comment l’intensité du signal réfléchi change en fonction de la longueur d’onde utilisée, les chercheurs peuvent en reconstruire un réel. profil de température en profondeur. Les longueurs d’onde les plus courtes renvoient des informations sur les premiers centimètres de la croûte, les plus longues sur des couches pouvant atteindre quelques dizaines de mètres.
L’instrument MWR de Juno n’a cependant pas été conçu pour sonder les surfaces rocheuses. Le MWR avait déjà été utilisé avec succès sur Ganymède et Europe, où il avait permis sonder jusqu’à des dizaines de kilomètres dans leurs coquilles de glace. Mais je suis un monde de roche volcanique, un matériau jamais testé auparavant avec cette technique depuis l’orbite.
Les données MWR ont ainsi fourni une cartographie en profondeur de la surface d’Io et de ses profil thermique. Les chercheurs ont constaté que la température il monte de plus de 22°C dans les premiers mètres de profondeur. Dans certaines zones localisées, le sous-sol est même entre 10 et 20°C plus chaud que le sol environnant, preuve qui indique une flux de chaleur interne Que il monte constamment vers la surface.
Qu’est-ce que le chauffage marémoteur et comment il fonctionne
Io orbite autour de Jupiter à une heure distance du centre d’environ 420 000 km en 42 heures environ, mais sa trajectoire n’est pas parfaitement circulaire. Il est effectivement cédé légèrement elliptique de la résonance orbitale avec les lunes voisines Europe et Ganymède, qui la perturbent périodiquement par leur gravité.
Cette excentricité et extrême proximité avec Jupiter (pratiquement 40 000 km de plus de la distance de la Lune à la Terre) sont les raison pour laquelle le rocher sous la surface de la lune a un gradient de chaleur. À mesure que Io s’approche et s’éloigne de Jupiter, la gravité de la planète l’étire et la comprime sans relâche, un phénomène appelé chauffage par marée. C’est même mécanisme qui, à plus petite échelleréchauffe les océans souterrains d’Europe et de Ganymède.
Là surface de Io ça monte et ça descend jusqu’à 100 mètres par orbite. A titre de comparaison, le marées de terre solide générés par la Lune (c’est-à-dire provoqués sur la croûte terrestre et non sur les océans) ne produisent qu’un seul trente centimètres de soulever le sol.
Le frottement de la roche qui est continuellement comprimée et étirée génère de la chaleur qui monte vers la croûte et il nourrit des centaines de volcans qui parsèment la surface, faisant Je suis le corps le plus volcaniquement actif du système solaire.
Cependant, la provenance exacte de cette chaleur reste en partie inconnue. Les auteurs de l’étude émettent l’hypothèse qu’elle pourrait s’élever régulièrement à travers une croûte conductrice, ou provenir de coulées de lave en refroidissement, enfouies sous une couche de roche solidifiée d’une dizaine de mètres d’épaisseur.
Les observations de Junon ont également révélé que une grande partie de sa surface c’est extrêmement lisse et platavec des étendues s’étendant sur plus de 100 km, un phénomène qui n’avait pas encore été mesuré avec précision. Le matériau qui les compose a également une très faible densité, beaucoup plus semblable à la pierre ponce ou aux cendres volcaniques qu’à la roche solide, effet de la façon dont la surface est continuellement fracturée et remodelée par l’activité éruptive.
Les prochaines missions d’exploration des lunes de Jupiter
Le chauffage par marée Il ne s’agit pas seulement d’Io mais aussi des lunes glacées Europe Et Ganymède sont concernés, quoique dans une moindre mesure. Europe orbite à environ 670 000 km de Jupiter, tandis que Ganymède, la plus grande lune du système solaire, orbite plus loin à environ 1 070 000km. Au cours de ces deux lunes, on pense que le réchauffement des marées aide à garder leurs océans souterrains liquides enfoui sous plusieurs kilomètres de glace.
Deux missions sont déjà en cours pour explorer ces océans. La sonde Jus (Jupiter Icy Moons Explorer) de l’Agence spatiale européenne (ESA), lancée en avril 2023 et qui arrivera dans le système de Jupiter en 2031, effectuera deux survols d’Europe avant de se diriger vers Ganymède, devenant ainsi la première sonde à entrer sur une orbite stable autour d’une lune de Jupiter. La sonde Europe Clipper de la NASA, le la plus grande sonde interplanétaire jamais construite en termes de masse totale, lancée en octobre 2024 et arrivée en avril 2030, son seul objectif sera la lune Europe. Grâce à de nombreux survols rapprochés, il devra pouvoir mesurer l’épaisseur de sa croûte de glace et évaluer si c’est l’océan peut convenir à formes de vie hôtes.
LE données collectées par Juno ils deviennent comme ça complémentaire à ceux qui assumeront ces missions. Après avoir mesuré la façon dont la chaleur des marées s’élève de l’intérieur d’une lune rocheuse, nous avons une idée modèle de référence calibré sur un cas, celui de Io, qui est plus extrême et donc plus facile à observer. En comparant ce que Juice et Europa Clipper découvriront sous les coquilles de glace de Ganymède et d’Europe il sera donc possible de comprendre quelle part de la chaleur qui alimente leurs océans provient du même mécanisme de marée observé sur Io.