Astronomie

Un océan sous la glace de Mimas

Publié le 12 février 2024

La petite lune de Saturne Mimas héberge un océan d’eau liquide global sous une couche de glace. Une conclusion issue de l’analyse des données de la sonde Cassini par des chercheurs dirigés par l’astronome Valéry Lainey de l’Observatoire de Paris.

Dans notre Système solaire, la Terre n’a pas le monopole des océans. Et il ne s’agit pas ici de ceux qui ont existé dans un lointain passé (comme pour Mars), mais bien d’océans actuels. Ceux-ci sont abrités sous une épaisse couche de glace au sein des lunes Europe et Ganymède pour Jupiter, ainsi qu’Encelade et Titan pour Saturne. Et toujours autour de la géante aux anneaux, Mimas s’ajoute à la liste.

L’Étoile Noire de Saturne

Lune modeste (396 km de large) de Saturne, Mimas a été découverte en 1789 par l’astronome William Herschel. Ce sont les sondes robotiques d’exploration Pioneer 11, Voyager 1 & 2, puis Cassini qui ont permis d’étudier plus avant ce petit corps qui se distingue par le cratère Herschel de 130 km, une taille imposante au regard de celle de Mimas. Cette cicatrice d’un impressionnent impact fait ressembler ce satellite naturel de Saturne à l’Étoile Noire de la saga Star Wars. La NASA ne manque d’ailleurs pas d’utiliser cette référence à la pop culture pour communiquer !
Comme d’autres lunes (et notamment celle de la Terre), Mimas subit un verrouillage gravitationnel qui fait qu’elle offre constamment la même face à la planète autour de laquelle elle tourne. Et des astronomes ont émis en 2014 l’hypothèse qu’elle puisse héberger un océan sous-glaciaire à l’image de Titan et Encelade, deux autres lunes de Saturne.

Mimas par la sonde Cassini, le 13 février 2010. La sonde de la NASA accomplissait alors son survol le plus rapproché, à 9500 km de distance, de la lune de Saturne. L’imposant cratère Herschel explique pourquoi on compare Mimas à l’Étoile Noire de la saga Star Wars.
© NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

L’intérieur de Mimas d’après les travaux de l’équipe dirigée par Valéry Lainey. Sous une couche de glace de 20 à 30 km d’épaisseur se cache un océan qui entoure un noyau de silicates.

Un océan récent

Dix ans plus tard, la même équipe de chercheurs est en mesure de démontrer leur hypothèse. Dirigée par Valéry Lainey de l’Observatoire de Paris, elle s’est penchée sur les données de la sonde Cassini de la NASA qui a exploré le système saturnien de 2004 à 2017 (dans le cadre de la mission américano-européenne Cassini-Huygens). Ces données documentent les oscillations de la rotation de Mimas sur elle-même (ce qu’on appelle des librations, également constatées pour la Lune). Leur étude approfondie montre que, sous une couche de glace de 20 à 30 km d’épaisseur, Mimas héberge un océan global. Surtout, cet océan est apparu «récemment» (sur l’échelle des temps géologiques et astronomiques), voici seulement 5 à 15 millions d’années en raison des effets de l’influence gravitationnelle d’autres lunes de la géante aux anneaux. Dans un communiqué, le CNRS avance que cette découverte «pourrait faire de Mimas la nouvelle cible à privilégier pour l’étude des conditions d’apparition de la vie dans le Système solaire».