Les émissions radio de Jupiter pourraient révéler les océans sur ses lunes glacées, disent les géologues planétaires

Parmi les destinations les plus excitantes du système solaire figurent les lunes glacées de Jupiter, Europa, Ganymède et Callisto. Alors que la température de surface de ces corps est de -160 °C, les astronomes pensent qu'ils cachent tous des océans d'eau liquide sous leurs surfaces glacées. Cela soulève la possibilité intrigante que ces lunes aient tous les ingrédients nécessaires à la vie.

Il n'est donc pas surprenant que les astronomes veuillent regarder de plus près ces endroits et finalement visiter et échantillonner l'eau qui se trouve en dessous. Mais avant que cela ne se produise, ils doivent mesurer et caractériser les océans pour mieux comprendre leur taille, leur composition et leur potentiel de vie.

Une question importante est donc de savoir comment procéder au mieux.

Aujourd'hui, nous obtenons une sorte de réponse grâce au travail d'Andrew Romero-Wolf et de ses amis du Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie. Ces gars-là ont mis au point une nouvelle façon de mesurer la structure interne de ces océans à l'aide d'une sorte de système radar à pénétration de sol.

Ce qui est intéressant à propos de leur proposition, c'est qu'elle est extrêmement robuste et relativement bon marché car les ondes radio seront fournies par Jupiter lui-même, l'une des sources radio les plus bruyantes du système solaire.

Le radar à pénétration de sol fonctionne en envoyant des ondes radio vers la Terre et en écoutant les réflexions des limites entre les couches et même des objets enfouis. Pourvu qu'il soit suffisamment sensible, ce mécanisme devrait être capable de repérer facilement les frontières entre la glace et l'eau entre l'eau et la roche.

En effet, il a été utilisé dans diverses missions pour mieux comprendre d'autres planètes, comme la sonde Mars Express de l'agence spatiale européenne et le Mars Reconnaissance Orbiter construit par le Jet Propulsion Laboratory.

Bien entendu, plus le radar est puissant, plus les informations qu'il peut renvoyer sont importantes. Et c'est là qu'est un problème. L'énergie est une ressource limitée sur n'importe quelle mission spatiale, en particulier une vers Jupiter où sa distance par rapport au soleil limite considérablement la quantité d'énergie solaire disponible.

Entrent Romero-Wolf et les copains. Ces types soulignent que Jupiter lui-même est un puissant émetteur d'ondes radio à une longueur d'onde précise de dizaines de mètres, ou décamètre, qui est utile pour les radars à pénétration de sol. En fait, les émissions de Jupiter à ces longueurs d'onde sont environ 3 000 fois plus fortes que le fond galactique. Cela leur a donné l'idée d'une nouvelle approche du problème.

Leur idée est de placer une sonde entre Jupiter et sa cible, Europe par exemple. Cette sonde écoute les signaux radio générés par la planète alors qu'elle se dirige vers la lune. Il écoute ensuite les réflexions de la structure interne de la lune.

Les géologues planétaires de retour sur Terre peuvent ensuite utiliser ces informations pour construire une image détaillée de la structure de la lune et des océans qu'elle peut cacher. Un instrument situé entre la lune glacée et Jupiter pourrait échantillonner l'émission [radio décamétrique] ainsi que ses échos réfléchis dans la couche de glace de la lune cible, disent-ils.

Le gros avantage de cette idée est qu'elle est entièrement passive - le vaisseau spatial n'a pas du tout besoin de générer d'ondes radio, seulement de les écouter. Cela simplifie la conception, réduit son coût et augmente ses chances de succès étant donné qu'il y a moins de choses qui peuvent mal tourner. La nature passive de cette technique sert à réduire les risques en cas de panne de l'émetteur radar, disent-ils.

Il y a des défis bien sûr. L'un d'eux est que les émissions d'ondes radio décamétriques de Jupiter sont très complexes et variables.

Ces ondes sont générées par des particules chargées se déplaçant dans le champ magnétique de la planète. Ils génèrent des ondes radio avec des fréquences comprises entre 10 et 40 MHz. Et ils sont très directionnels. Sur Terre, nous ne détectons ce rayonnement que lorsque certaines parties de Jupiter sont tournées vers nous, ce qui implique que ces particules sont préférentiellement piégées dans certaines parties du champ.

De plus, ces émissions radio sont fortement influencées par l'interaction entre le champ magnétique de Jupiter et ses satellites, en particulier Io. Le Soleil joue également un rôle car son champ magnétique interagit également avec celui de Jupiter. Cela crée un mélange complexe.

Une grande partie de cette variation peut être compensée par la conception de la mission qui mesure les ondes radio sur le chemin de la lune ainsi que les réflexions sur le chemin du retour. Néanmoins, la complexité de ce scénario offrira un divertissement intéressant pour les analystes de données.

C'est une idée intéressante, notamment en raison de son potentiel à réduire le coût d'une future mission. L'agence spatiale européenne prévoit actuellement une mission appelée Jupiter Icy Moon Explorer ou JUICE à envoyer dans le système jovian en 2022. La NASA a des plans moins bien élaborés. Il devrait être possible pour l'une ou l'autre agence d'exploiter cette idée.

D'une manière ou d'une autre, nous devrions avoir une bien meilleure idée de la nature des profondeurs aquatiques sur ces corps dans les années 2030.

Réf : arxiv.org/abs/1404.1876 : Une sonde passive pour les océans souterrains et l'eau liquide dans les lunes glacées de Jupiter

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