US Date:28 October, 2020

Cérès : Un monde océanique dans la ceinture d’astéroïdes

la trouvaille alléchante

Les vestiges d'un ancien océan d'eau sont enfouis sous la croûte glacée de la planète naine Cérès - ou, du moins, des poches persistantes de l'une d'entre elles. C'est la trouvaille alléchante présentée le 10 août par les scientifiques travaillant sur la mission Dawn de la NASA. Leurs recherches ont été présentées dans une série d'articles publiés dans Nature.

Cérès est de loin le plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes qui enserre les planètes intérieures entre Mars et Jupiter. Mais contrairement à ses voisins plus rocheux, Cérès est une boule de glace géante. Elle contient plus d'eau que tout autre monde dans le soleil intérieur, à l'exception de la Terre. Cette connaissance a longtemps conduit certains astronomes à soupçonner que Cérès a pu avoir un jour un océan souterrain, ce qui explique en partie pourquoi la NASA y a envoyé le vaisseau spatial Dawn.

Cependant, certains modèles ont prédit que l'océan de Cérès aurait gelé il y a longtemps, formant l'épaisse croûte glacée du monde.

Aujourd'hui, après cinq ans d'étude d'une série de caractéristiques de surface étranges autour de cratères récemment formés, les astronomes pensent voir les signes d'une grande masse de liquide saumâtre sous la surface. Les variations du champ gravitationnel de Cérès confirment cette hypothèse, ce qui implique que le réservoir souterrain d'eau salée peut s'étendre horizontalement sous la glace sur des centaines de kilomètres et atteindre une profondeur d'environ 40 kilomètres.

"Les recherches passées ont révélé que Cérès avait un océan mondial, un océan qui n'aurait aucune raison d'exister [encore] et qui devrait être gelé maintenant", explique à l'Astronomie Maria Cristina De Sanctis, membre de l'équipe de Dawn et co-auteur de l'étude, de l'Institut national d'astrophysique de Rome. "Ces dernières découvertes ont montré qu'une partie de cet océan pourrait avoir survécu et être présente sous la surface".

Si les futures missions peuvent confirmer les résultats, cela signifiera qu'il y a une masse de liquide très salée et très boueuse de la taille du grand lac salé de l'Utah sur une planète naine qui ne fait que 590 miles (950 km) de diamètre, soit à peu près la taille du Texas.

L'aube au cratère de Cérès Occator

Le cratère Occator s'étend sur 92 kilomètres dans l'hémisphère nord de Cérès. Les astronomes pensent que les points lumineux à l'intérieur de ses parois se sont formés lorsqu'une roche spatiale s'est écrasée sur la planète naine, creusant un liquide saumâtre par en dessous.

Les astronomes pensent que l'extrême salinité de l'eau, qui abaisse son point de congélation, lui a permis de rester liquide pendant si longtemps. De plus, une classe de composés appelés hydrates, qui sont des cages d'eau qui piègent les gaz ou les composés salins, peuvent modifier la façon dont la chaleur se déplace à travers la croûte terrestre de la planète naine.

Les chercheurs ont utilisé un raisonnement similaire, en l'appliquant aux données de la mission New Horizons de la NASA, pour soutenir également que Pluton cache un océan d'eau liquide global sous sa croûte glacée.

"Les océans devraient être des caractéristiques communes aux planètes naines, d'après ce que New Horizons a appris sur Pluton et Dawn sur Cérès", déclare à l'Astronomie Julie Castillo-Rogez, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, co-auteur de l'une des études, dans le cadre du projet Dawn.

Cette nouvelle découverte soulève des questions intéressantes quant à savoir si Cérès pourrait être habitable par une vie extraterrestre. Et elle pourrait placer Cérès parmi un groupe de mondes océaniques glacés potentiels en pleine croissance qui ont été révélés ces dernières années.

Cérès est la seule planète naine du système solaire intérieur, et elle enferme un tiers de la masse totale de la ceinture d'astéroïdes. Les astronomes pensent que Cérès est une protoplanète, les restes fossilisés d'un monde qui ne s'est jamais complètement formé. Mais sa croissance a été stoppée avant qu'elle ne devienne une planète à part entière. Avec une telle histoire, Cérès détient probablement une trace précoce du passé primordial de notre système solaire - d'où son nom d'Aurore, points lumineux du cratère d'occlusion.

Vers la fin de sa mission, le vaisseau spatial Dawn de la NASA a capturé des détails intimes des mystérieuses taches blanches du cratère Occator dans une région appelée Cerealia Facula.

Les étranges taches blanches de Cérès

La mission Dawn a été lancée en 2007 avec un moteur ionique non conventionnel qui l'a mise en orbite autour de Vesta, le deuxième plus grand objet de la ceinture d'astéroïdes, pendant 14 mois avant de s'aventurer sur Cérès en 2012. Aucune mission n'avait jamais orbité autour de deux mondes extraterrestres auparavant.

"Vesta est un corps sec presque comme la lune", déclare Carol Raymond, chercheuse principale de Dawn au JPL, à l'Astronomie. "Nous savions que Cérès était un objet très riche en eau qui avait retenu des substances volatiles dès sa formation. Les deux étaient assis là comme des prunes. Le fruit qui pend à peine".

Ceres a commencé à livrer ses secrets aux astronomes avec les premiers aperçus de la planète naine par Dawn au début de l'année 2015. Une paire d'étranges taches blanches se détachait de loin, brillant comme des yeux de chat dans l'obscurité. D'autres de ces caractéristiques lumineuses sont apparues à l'approche, et elles ont fini par être au centre des efforts des scientifiques pour comprendre Cérès.

Une grande partie de l'histoire de Cérès est apparue quelques instants après l'arrivée de Dawn, mais les scientifiques ont estimé qu'ils avaient encore beaucoup à apprendre, et la NASA a donc prolongé la mission de Dawn pour une deuxième fois. La NASA a donc prolongé la mission de Dawn pour une seconde fois, ce qui a permis à l'engin spatial de continuer à collecter des données jusqu'en 2018, date à laquelle il a finalement manqué de carburant. Ce dernier lot de données a été collecté pendant cette phase prolongée.

Et à mesure que Dawn rassemblait des images de plus haute résolution, elle commençait à dévoiler des détails intimes de la surface du monde et de son histoire ancienne. Entre autres choses, l'engin spatial a repéré une montagne isolée qui s'étend à quelque 6 400 mètres au-dessus de la surface, plus haute que le Denali, le plus haut sommet d'Amérique du Nord.

Les taches blanches de Cérès se trouvent à l'intérieur du cratère Occator, qui s'étend sur 92 kilomètres de l'hémisphère nord. Le cratère Haulani, plus petit, nommé d'après la déesse hawaïenne des plantes, est un autre endroit avec une tache lumineuse proéminente. C'est l'une des plus jeunes caractéristiques de la planète naine.

Cratère Haulani de la planète naine Cérès

Le cratère Haulani de Cérès, nommé d'après la déesse hawaïenne des plantes, est l'une des plus jeunes caractéristiques de la planète naine. Les scientifiques pensent que l'impact pourrait avoir excavé de l'eau salée d'une ancienne poche d'océan cachée sous le cratère.

Selon les recherches, il semble que lorsque les impacts ont frappé cette région, ils ont pénétré dans un réservoir d'eau boueuse et salée enfoui sous la plaine.

Dans l'un des articles publiés le 10 août, une équipe de scientifiques retrace en détail l'histoire du cratère Occator. Ils pensent qu'une roche spatiale a frappé cet endroit il y a environ 20 millions d'années, perçant la croûte glacée jusqu'au réservoir salé situé en dessous.

En quelques heures, cependant, le cratère a rapidement gelé.

Cependant, quand il l'a fait, il s'est scellé dans une grande chambre d'eau de fonte sous le centre du cratère, laissant les fluides et les produits chimiques continuer à se mélanger avec le plus grand réservoir en dessous. Cette structure a permis à de l'eau salée et riche en produits chimiques d'entrer en éruption depuis le centre du cratère il y a seulement 2 millions d'années, créant ainsi les fascinantes taches blanches.

Cependant, le Ceres aurait pu entrer en éruption encore plus récemment que cela. Avant que l'Aube n'atteigne la planète naine, le télescope Herschel de l'Agence spatiale européenne a détecté de la vapeur d'eau provenant de la même région. Et si des fluides ne s'échappent pas encore des fissures du cratère Occator, alors les minéraux de la région devraient déjà s'être évaporés.

"C'est vraiment une sorte de preuve irréfutable, car on aurait pu s'attendre à ce qu'elle disparaisse si elle était restée là, même près de la surface, pendant des millions d'années", explique Raymond.

L'aube sur la planète naine Cérès

Le vaisseau spatial Dawn de la NASA a capturé cette image composite de Cérès en 2015 lors de sa première orbite scientifique autour de la planète naine.

Cérès, une demeure pour la vie ?

Les scientifiques ne sont pas encore totalement sûrs de ce que Cérès a en commun avec les autres mondes océaniques glacés de notre système solaire, comme la lune de Jupiter, Europa, et Saturne, Encelade. Cependant, certains des minéraux trouvés sur Cérès ont également été trouvés dans les panaches d'eau qui ont fait éruption d'Encelade, établissant un lien entre les deux corps.

Toutes ces découvertes, prises ensemble, changent les idées des astronomes sur notre système solaire. Il y a un demi-siècle, ils pensaient que les océans de la Terre en faisaient une demeure unique pour la vie dans notre système solaire. Mais il semble maintenant qu'il pourrait y avoir des dizaines de mondes océaniques potentiels dans le système solaire intérieur et extérieur. Cette découverte est "l'une des plus profondes de l'ère spatiale en matière de science planétaire", déclare à l'Astronomie S. Alan Stern, de l'Institut de recherche du Sud-Ouest et responsable de la mission New Horizons de la NASA.

Dans les décennies à venir, les astronomes font pression pour une série de missions visant à explorer ces mondes océaniques plus en détail. Et la proximité relative de Cérès avec la Terre pourrait les aider à justifier une visite dans un avenir pas si lointain.

Lundi, alors que les nouvelles recherches de l'équipe étaient publiées, Castillo-Rogez a officiellement présenté une étude décrivant une mission d'un milliard de dollars qui se poserait effectivement sur Cérès. Si les astronomes expriment leur intérêt pour cette idée dans le cadre de leur étude décennale, et que la NASA décide de la financer, le vaisseau spatial volerait avant 2032 dans le cadre d'une mission de classe New Frontier. En attendant, l'Agence spatiale européenne étudie également une éventuelle mission de retour d'échantillons.

"Cérès est beaucoup plus proche et beaucoup plus facile d'accès que ces lunes du système solaire extérieur", explique Raymond. "C'est donc une cible très attrayante."

David SCHMIDT

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