Les scientifiques de la mission Cassini (La mission Cassini-Huygens est une mission spatiale automatique réalisée en collaboration par le Jet Propulsion...) se sont transformés en "plombiers" d’un autre monde (Le mot monde peut désigner :) pour essayer de comprendre ce qui se passe à l’intérieur des "tuyaux" qui alimentent les panaches de la lune (On appelle lune tout satellite naturel d'une planète, mais la Lune, avec un L majuscule, désigne le seul satellite...) Encelade de Saturne.

Encelade expulse des geysers géants sur une hauteur équivalente à trois fois la taille de la lune, et les scientifiques commencent désormais à expliquer comment les particules de glace sont produites et quelle est leur origine. La connaissance du processus de formation des panaches et de la trajectoire que les particules doivent emprunter leur donne de nombreux indices sur la présence de ce qui pourrait bien être un réservoir ou un lac liquide (La phase liquide est un état de la matière.) se trouvant juste en dessous de la surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) de la lune.


" Depuis que la sonde Cassini a découvert les geysers de vapeur d'eau, nous nous demandons tous d'où cette vapeur et cette glace d'eau proviennent. Existe-t-il d'un réservoir d’eau souterrain ou d’autres processus sont-ils en oeuvre ? Après avoir analysé les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...) fournies par les divers instruments, nous pouvons désormais affirmer qu'il y a très probablement de l'eau sous la surface d'Encelade," déclare Juergen Schmidt, membre de l'équipe de l'analyseur de poussière cosmique de Cassini à l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche),...) de Potsdam en Allemagne. L’étude des scientifiques est parue dans l’édition du 5 février 2008 de Nature.

Le grand nombre de particules de glace observés dans les panaches et la cadence régulière à laquelle ces particules sont expulsées exigent des températures élevées, proches du point (Graphie) de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps...) de la glace, et impliquent probablement la présence d’un lac interne. Le lac serait semblable au lac terrestre Vostok, sous l'Antarctique, où l'eau liquide est prisonnière de la glace. Les particules de glace se condensent dans la vapeur produite par l'eau, s’écoulant à travers des fissures de la croûte de glace de surface.

La présence d'eau liquide à l'intérieur d'Encelade aurait des implications majeures pour de futures études astrobiologiques sur la possibilité de présence de vie sur les corps du Système Solaire externe.

Les scientifiques ont étudié la dynamique des panaches depuis 2005. Ils concluent qu'un lac interne dont la température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...) serait d'environ 273 kelvins (0 °C) serait la meilleure façon d’expliquer les jets des geysers.

A cette température élevée, l’eau liquide, la glace et la vapeur d'eau se mélangent. La vapeur s'échappe dans le vide de l'espace par des fissures de la croûte de glace d'Encelade. Quand le gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) se dilate, il se refroidit et les grains de glace qui composent la partie visible des panaches se condensent à partir de la vapeur. La vapeur dans les panaches est éjectée à une vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) supersonique, d’environ 300 à 500 mètres par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à...). Cependant, la plus grande partie des particules de glace condensées n'atteignent pas la vitesse d'évasion d'Encelade qui est de 240 mètres par seconde.

Une physique de "boule de flipper" explique la vitesse réduite des particules. Tirées à grande vitesse à travers les fissures tortueuses de la glace, les particules ricochent contre leurs parois, perdent leur vitesse, alors que la vapeur d'eau s’élève sans difficulté dans la crevasse (Une crevasse est une ouverture naturelle dans un glacier. Les crevasses sont dues aux mouvements des glaciers qui se...). La vapeur redonne de l’élan aux particules gelées et les portent vers le haut. En atteignant les ouvertures des failles à la surface, semblables à des tuyères, la vapeur d'eau s’élève très haut au-dessus d'Encelade, et devient prisonnière de la magnétosphère (La magnétosphère est la région entourant un objet céleste dans lequel les phénomènes physiques sont dominés ou...) de Saturne. La plupart des particules, qui ont perdu leur énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) lors des collisions, n’acquièrent pas la vitesse de libération et retombent à la surface de la lune. Seules environ 10% d’entre elles s’échappent d’Encelade et forment ainsi l’anneau E de Saturne.

"Notre modèle est un concept simple expliquant la formation des particules, leur vitesse et la façon dont elles se comportent lors de leur trajectoire dans l'espace. Si la température de la vapeur était trop basse, alors la densité de gaz serait trop faible pour éjecter les particules et nous ne les observerions pas en telle quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre...)," indique Schmidt. "C’est pourquoi nous pensons qu'à l’endroit où l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est...) se produit, la température doit avoisiner celle du point de fusion de l'eau."

Les scientifiques pensent que les particules vues dans les panaches sont trop nombreuses pour être la conséquence de processus décrits dans un modèle antérieur, qui exige de basses températures et qui propose que des gaz puissent être emprisonnés à l'intérieur des cristaux de glace. Un autre modèle suggère que la glace d’eau, soudainement exposée au vide de l'espace, sublime, c’est-à-dire entre en ébullition, passant directement à l’état vapeur sans se liquéfier auparavant. Mais ceci impliquerait des sursauts courts d'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.), plutôt qu’une production régulière de particules. Le nouveau modèle est par contre cohérent avec une production régulière de particules, éjectée depuis une source localisée.

Le prochain survol rapproché d'Encelade par la sonde Cassini aura lieu en mars 2008. L’altitude du vaisseau spatial ne sera alors que de 50 kilomètres et d’environ 200 kilomètres lorsqu’il traversera les panaches. Cassini échantillonnera alors directement ces derniers et nous en apprendra plus sur leur composition.