Vapeur d’eau sur Ganymède : les indices se cachaient dans de vieilles données de Hubble

Ce sont les premières preuves de la présence de vapeur d’eau dans l’atmosphère de Ganymède, la lune de Jupiter, et elles ont été découvertes grâce à Hubble. Une équipe d’astronomes s’est plongée dans les données d’archives du télescope spatial, et a rapporté ses travaux dans Nature Astronomy le 26 juillet 2021. L’étude fait aussi l’objet d’un communiqué de la Nasa.

« Nous présentons ici des preuves de H₂O dans l’atmosphère de Ganymède », peut-on lire dans cette étude. Elles ont pu être obtenues en combinant plusieurs données issues du télescope spatial Hubble : des images prises en 2018 et des images d’archives prises entre 1998 et 2010. Dans son communiqué, la Nasa explique comment se forme la vapeur d’eau ainsi découverte sur Ganymède : cela se produit lorsque la surface de l’astre passe de l’état solide à l’état gazeux (on parle aussi de sublimation).

Pour aller plus loin

Quand Hubble s’arrêtera, on ne pourra plus observer dans l’ultraviolet

Ganymède observée par Hubble en 1996.

Source : NASA, ESA, John Spencer (SwRI Boulder)

Jusqu’à présent, seuls des indices indirects suggéraient la présence possible d’eau sur Ganymède. On soupçonne que cette lune, la plus grande dans le système solaire (avec un diamètre d’environ 5 260 km), pourrait contenir plus d’eau que tous les océans de la Terre réunis, mentionne la Nasa dans son communiqué. Néanmoins, il y a une différence notable avec l’eau de notre planète : les températures sont si froides que la surface de Ganymède est glacée. L’océan de cette lune, s’il existe, serait logé à environ 160 km sous cette croute. La vapeur d’eau observée ne pourrait donc pas provenir de cet océan.

Des « bandes aurorales » vues dans l’ultraviolet

Pour comprendre la portée de la découverte, il faut revenir un peu en arrière. Lorsque Hubble a pris des images de Ganymède dans le domaine ultraviolet en 1998, les scientifiques ont découvert des « bandes aurorales », que la Nasa décrit comme « des rubans colorés de gaz électrifié ». Les observations dans l’ultraviolet ont été attribuées à la présence d’oxygène sous forme moléculaire (le dioxygène O₂). Néanmoins, d’autres caractéristiques observées ne semblaient pas compatibles avec ce qu’on pourrait attendre d’une atmosphère constituée purement d’O₂. L’hypothèse de concentrations plus élevées d’oxygène sous forme d’atome (O) a été forgée pour tenter d’expliquer la situation.

Avec les données de Hubble, les scientifiques savent désormais qu’il n’y a en réalité que très peu d’oxygène atomique dans l’atmosphère de Ganymède. Ils ont surtout mesuré de la vapeur d’eau, et établi une corrélation entre les différences constatées dans les images en ultraviolet (les fameuses « bandes ») et les zones dans lesquelles on pourrait s’attendre à ce que l’eau se trouve dans l’atmosphère de la lune. Vers le milieu de la journée, au niveau de l’équateur, la température devient assez chaude pour que la surface libère des molécules d’eau en petite quantité.

Cette découverte sur Ganymède est annoncée alors que la sonde Juno vient récemment d’effectuer le survol le plus rapproché de l’astre depuis 21 ans. La future mission JUICE (pour « JUpiter ICy moons Explorer ») de l’ESA devrait être lancée dans l’espace en 2022, pour une arrivée vers Jupiter en 2029. Des observations détaillées de Ganymède sont prévues.

Pour aller plus loin

Survolez Jupiter et sa lune Ganymède grâce à cette animation de la Nasa