Europe (lune) - Définition

Orbite et rotation

Comportement résonant des orbites d'Io, Europe et Ganymède. Vue du sud.

Europe fait le tour de Jupiter dans le sens direct à une distance moyenne de 670 900 km en 3 j 13 h 14,6 min. L'orbite a une excentricité de 0,0101 : c'est-à-dire que la distance à l'astre des points le plus éloigné et le plus rapproché (les apsides) ne diffèrent que de ±1,01 % de leur moyenne (demi grand axe). Le plan de l'orbite ne fait que 0,47° avec celui de l'équateur de Jupiter.

La période d'Europe est en résonance orbitale avec celle de ses deux voisins dans les rapports 2:1 et 1:2. C'est-à-dire que quand Ganymède fait un tour, Europe en fait 2 et Io 4. Cette résonance est stabilisée par les forces mutuelles de gravitation entre Jupiter, Io, Europe et Ganymède.

Europe présente comme les autres satellites de Jupiter une rotation synchrone, qui lui fait montrer toujours la même face à la planète (comme la Lune terrestre).

Possibilités de vie extra-terrestre

La mission Galileo s'est terminée en 2003, et on a dirigé la sonde vers Jupiter pour qu'elle s'y écrase. Ceci était une précaution pour éviter, entre autres, qu'un corps a priori non stérile ne vienne heurter Europe et la contaminer avec des microorganismes terrestres.

Europe semble être le seul corps du système solaire avec la Terre renfermant d'une part de l'eau sous forme liquide, et étant animé d'autre part de mouvements tectoniques très récents ! La possibilité d'existence d'eau liquide a provoqué des spéculations sur l'existence de formes de vie extraterrestre dans les océans d'Europe.

Corps actif disposant d'eau liquide au contact de silicates, Europe réunit deux des conditions préalables au support de la vie telle que nous la connaissons sur Terre.

Arguments contre la possibilité de vie sur Europe

Jusqu'aux années 1970, la vie n'était pensée comme possible que dans une entière dépendance de l'énergie du Soleil. Les plantes à la surface de la Terre capturent l'énergie du Soleil et l'utilisent dans le processus de photosynthèse pour transformer en sucres le dioxyde de carbone et l'eau, relâchant de l'oxygène dans le processus. Elles sont mangées par des animaux qui respirent de l'oxygène, et ceci marque le début d'une chaîne alimentaire qui fait passer l'énergie d'une forme à l'autre. Même la vie dans l'océan profond, bien au-dessous de la région éclairée, obtient sa nourriture des détritus tombant de la surface, ce qui amorce une nouvelle branche de la chaîne alimentaire.

La capacité d'un monde à soutenir la vie dépend dans cette optique de son accès à la lumière solaire.

Selon un rapport publié dans New Scientist, les scientifiques de la NASA, qui avaient planifié la mission de la NASA Jupiter Icy Moons Orbiter, après l'évaluation de missions précédentes, sont parvenus au printemps 2004 à la conclusion qu'Europe pouvait être bien plus défavorable à la vie qu'on ne l'avait supposé précédemment.

Par exemple, on a démontré l'existence de taches couvertes d'eau oxygénée ou d'acide sulfurique concentré, tous deux extrêmement actifs dans la dégradation de molécules un peu complexes. On en déduit que l'acide provient de l'océan supposé sous la couche de glace. La concentration peut provenir d'un volcanisme sous-marin, qui apporte le soufre.

De même, s'il est trop salé, seuls des halophiles extrêmes pourraient survivre.

Par ailleurs, si l'océan d'Europe est trop froid, les processus biologiques semblables à ceux qui se déroulent sur Terre ne pourraient pas avoir lieu.

L'énergie fournie par la contrainte de marée provoque des processus géologiques actifs, juste comme sur Io, bien qu'à un moindre degré.

Bien sûr, Europe, comme la Terre, possède une source d'énergie interne d'origine radioactive ; cependant elle est probablement de plusieurs ordres de grandeur plus faible que celle due à la marée.

Mais même l'énergie des marées ne pourrait jamais soutenir un écosystème aussi grand, diversifié et prolifique que le système terrestre à base de photosynthèse.

Possibilités sur Terre d'une vie différente

Un fumeur noir dans l'océan Atlantique. Entretenus par l'énergie géothermique, ces orifices hydrothermaux créent des déséquilibres chimiques et thermiques qui peuvent servir de source d'énergie pour la vie.

Cette colonie de vers tubulaires géants habite à côté d'un fumeur noir dans l'océan Pacifique. Les vers ont besoin d'oxygène, mais certains microbes anaérobies du système écologique s'en passent.

Cependant, en 1977, pendant une plongée d'exploration dans le rift des Galápagos, dans le sous-marin d'exploration des grands fonds Alvin, les scientifiques découvrent des colonies de vers tubulaires géants, de palourdes, de crustacés, de moules et autres créatures assorties, concentrées autour de structures volcaniques sous-marines appelées fumeurs noirs.

Ces créatures prolifèrent, malgré le manque de lumière solaire. On découvre bientôt qu'elles forment une chaîne alimentaire complètement autonome. Au lieu de plantes, la base de cette chaîne est constituée par une forme de bactéries qui trouvent leur énergie dans l'oxydation de produits chimiques réactifs, tels l'hydrogène ou l'hydrogène sulfuré, qui émergent de l'intérieur de la Terre.

Cette chaîne de chimiosynthèse révolutionne la biologie en montrant que la vie n'a pas besoin de la lumière du soleil ; elle n'a besoin que d'eau et d'une différence d'énergie thermique et chimique pour se développer. Ceci ouvre une voie immense à l'astrobiologie, en multipliant considérablement les possibilités d'habitat extraterrestre.

Ces sources hydrothermales (fumeurs noirs) des océans profonds montrent sur la Terre des formes de vie qui subsistent dans des conditions extrêmes, et privées de lumière solaire.

Un autre exemple de vie dans des conditions particulièrement rudes sur Terre est le lac Vostok, à 4 km sous la glace de l'Antarctique, où des bactéries anaérobies ont été trouvées dans la glace, à quelques centaines de mètres de la zone liquide. Le forage russe s'est arrêté à 200 m de l'eau, afin d'éviter toute contamination. On a donc peu d'indications sur la chaîne alimentaire de ce système écologique, qui est également complètement privé de la lumière solaire.

Possibilités analogues sur Europe

La vie pourrait exister dans l'océan sous la glace d'Europe, éventuellement subsistant dans un environnement semblable aux environnements terrestres comme celui des fumeurs noirs de l'océan profond ou celui du lac Vostok sous la glace de l'Antarctique.

La vie dans un océan de ce genre pourrait ressembler à celle des microbes au fond des océans terrestres, ce qui pourrait expliquer certaines particularités du spectre de la lumière renvoyée par Europe, notamment dans l'infra-rouge.

L'intérieur d'Europe sans lumière est actuellement considéré comme l'endroit le plus probable d'existence de vie extraterrestre du système solaire.

Bien que les vers tubicoles et les autres organismes eucaryotes pluricellulaires autour des orifices hydrothermaux terrestres respirent de l'oxygène, et dépendent en principe de la photosynthèse, les bactéries anaérobies et les archées à la base de ces écosystèmes donnent un modèle possible pour une vie dans l'océan d'Europe. Comme il a été noté (), des radicaux libres engendrés par radiolyse peuvent gagner l'océan, soit par diffusion au sein de la glace, soit par subduction de la surface. Et ceci peut être une source suffisante d'oxygène en l'absence de photosynthèse.

En septembre 2009, le planétologue Richard Greenberg a calculé que la glace convertie en oxydants par les rayons cosmiques tombant sur la surface d'Europe et descendant dans l'océan, dans le renouvellement tectonique de la glace, pourrait amener à une concentration en oxygène de l'océan supérieure à celle de l'océan terrestre en quelques millions d'années. Ceci pourrait permettre à Europe d'entretenir non seulement une vie microbienne anaérobie, mais aussi des organismes pluricellulaires aérobies plus grands, du type poissons.

La vie sur Europe pourrait exister en îlots autour des évents hydrothermaux du fond de l'océan, ou sous le fond de l'océan, où l'on connaît sur Terre des organismes endolithes, c'est-à-dire vivant au sein de la roche, soit dans des fissures naturelles, soit dans des trous qu'ils se sont creusés par voie chimique.

Par ailleurs, la vie pourrait exister accrochée à la surface inférieure de la couche de glace, comme des algues ou des bactéries dans les régions polaires terrestres, ou encore flotter librement dans l'océan.

Une seule solution pour trouver la réponse : aller explorer

Jusqu'à présent, il n'y a aucune preuve d'existence de la vie sur Europe, mais la présence probable d'eau liquide a stimulé les recherches pour y envoyer une sonde.

En 2006, Robert T. Pappalardo, professeur assistant au laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université du Colorado à Boulder disait

« Nous avons dépensé pas mal de temps et de travail pour essayer de savoir si Mars a jamais été un habitat possible. Europe paraît l'être aujourd'hui. Il faudrait le confirmer … Europe semble avoir tous les ingrédients nécessaires … et non seulement il y a quatre milliards d'années … mais encore aujourd'hui.  »