Des jets d'eau sur Cérès

Ken Tapping, le 11 juin 2014

Dans le ciel cette semaine…

  • Jupiter brille bas à l’ouest au coucher du Soleil, alors que Saturne et Mars luisent haut dans le ciel au sud.
  • Vénus se lève vers 4 heures.
  • Pleine Lune le 12 juin.

Dans les années 1960, on croyait que les confins du système solaire étaient un endroit froid et glacial. Nous savions qu’il y avait des activités météorologiques et des orages sur Jupiter et Saturne, et supposions que c’était à peu près la même chose sur Uranus et Neptune. Par contre, les satellites et les astéroïdes dans cette zone devaient être des amas rocheux glacés. Leur température serait assez basse pour que l’eau n’y soit qu’un autre minéral. La seule énigme était Titan, la plus grosse lune de Saturne, car on savait qu’elle possédait une atmosphère. 

Les explorations de Voyager vers les planètes extérieures dans les années 1970 ont toutefois révélé notre manque criant d’imagination. Io, la lune la plus proche de Jupiter, abrite des volcans qui crachent du soufre et d’autres matières en fusion. Europe, la deuxième lune par la distance, possède un océan profond sous une épaisse couche de glace. Sur Triton, le plus gros satellite de Neptune, on trouve des volcans de glace qui crachent de la vapeur d’eau et une « lave » constituée d’eau liquide. On sait aujourd’hui que les phénomènes volcaniques et cryovolcaniques dans les confins du système solaire sont assez répandus.

Vu leur petite taille, les lunes et les astéroïdes sont peu propices à une activité volcanique semblable à celle de la Terre. Cette forme de volcanisme aurait cessé depuis longtemps, car ces objets se sont refroidis beaucoup plus rapidement que des objets plus massifs. Leur volcanisme est causé par la force des marées exercée par les planètes géantes autour desquelles ils orbitent. Le champ gravitationnel de ces planètes est assez puissant pour déformer leurs lunes et leur donner une forme ovoïde. Si de plus la lune tourne sur elle-même, elle se déforme constamment et ce pétrissage produit de la chaleur – une chaleur suffisante dans le cas d’Io pour en faire fondre l’intérieur. Ailleurs, la chaleur ainsi produite est suffisante pour faire fondre la glace ou bouillir de l’eau. Nous comprenons de mieux en mieux l’échauffement causé par l’effet de marée et nous en voyons des signes subtils sur d’autres lunes à proximité des planètes géantes. La nature nous réserve toutefois une autre surprise. Notre conception de l’échauffement par les marées suppose que l’objet est de petite taille et qu’il orbite à faible distance d’une planète géante. Or nous avons observé des jets d’eau et des nuages de vapeur sur un astéroïde en orbite entre Mars et Jupiter, à bonne distance de tout corps massif.

Découvert en 1801 par l’astronome italien Giuseppe Piazzi, Cérès est le premier d’une légion d’astéroïdes concentrés entre les orbites de Mars et de Jupiter. D’un diamètre d’environ 490 km, Cérès tourne autour du Soleil à une distance comprise entre 2,55 et 2,98 fois la distance de la Terre au Soleil (une unité astronomique). À une telle distance, et sans subir d’effet de marée, Cérès devait être un monde de glace. Erreur! Des images récentes prises par le télescope spatial Herschel ont montré des jets de vapeur d’eau dans des amas de nuages. La surprise était de taille.

Des calculs plus détaillés et des expériences en laboratoire ont prouvé que lorsqu’il se trouve à moins de cinq unités astronomiques, un corps glacé peut atteindre une température suffisante pour que la glace y fonde sans même passer à l’état liquide. C’est là un autre exemple de ce à quoi nous aurions pu nous attendre si nous avions réfléchi davantage.

Comme l’eau est essentielle à la vie, sa présence sous une forme autre que minérale soulève la possibilité de vie sur d’autres lunes et astéroïdes de notre système solaire. Il faut donc pousser l’exploration.

Beaucoup plus près du Soleil que les astéroïdes, notre Lune est désertique, car les températures très élevées sur sa face éclairée l’ont desséchée. Il pourrait cependant y avoir de la glace sous la surface, et certains astronomes de profession affirment avoir vu une substance gicler. Il faudra donc retourner pour examiner cela de plus près.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

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