Trois lunes de Jupiter vont être observées pour la première fois en près de 20 ans

Après cinq années passées en orbite autour de Jupiter, la sonde de la NASA Juno s’enfonce en vrillant au cœur du système jovien.

Au cours de ce voyage de 4 ans et 42 orbites, la sonde plongera dans un environnement traître et brutal, tout en offrant de nouvelles et spectaculaires images de trois mondes extraterrestres. Dans son armure de titane qui la protège des rayonnements intenses, Juno est prête à relever sa mission. Sur Terre, son équipe a hâte de suivre à distance ses aventures au cours de cet audacieux voyage.

« Je suis surexcité et très heureux de voir que nous avons pu imaginer ce plan », confie Scott Bolton, chercheur principal pour la mission Juno au Southwest Research Institute. « Il est né d’une idée originale : être capable de passer d’un orbiteur de Jupiter qui étudiait principalement cette planète, à quelque chose qui explorerait le système tout entier ».

Alors que Juno poursuit sa surveillance du système jupitérien, la boucle qu’elle effectue autour de Jupiter se resserra de manière à ce que la sonde se rapproche de la plus grande planète du système solaire pour se trouver à portée de trois de ses lunes les plus intrigantes.

En juin prochain, la sonde alimentée à l’énergie solaire viendra chatouiller Ganymède, la plus grande lune du système solaire. En 2022, elle rendra visite à Europe, un monde océanique recouvert de glace susceptible d’abriter des formes de vie. À mesure que Juno se rapprochera de Jupiter, elle croisera Io, une lune volcanique violente saupoudrée de givre sulfurique. Voir ces lunes de près pour la première fois en presque 20 ans (la mission de la sonde Galileo a pris fin en 2003) ravira les scientifiques qui étudient les insaisissables mondes de glace situés aux confins du système solaire.

« J’essaie de lancer le hashtag #PlanetsAreOverrated (#Lesplanètessontsurcôtées) », déclare Julie Rathbun du Planetary Science Institute qui étudie Io. « Les lunes et les satellites sont bien plus intéressants ».

Outre l’étude de ces trois lunes, Juno aura aussi pour mission d’observer les anneaux sombres et épars de Jupiter, moins spectaculaires que ceux de Saturne, et dont les scientifiques savent peu de choses. Pour ce faire, elle les traversera à plusieurs reprises.

« C’est si rare qu’une mission ait lieu aux confins du système solaire. C’est formidable de tirer avantage de cette sonde qui s’y trouve », confie Cynthia Phillips, qui étudie les lunes glacées situées en marge du système solaire au Jet Propulsion Laboratory. « C’est en quelque sorte une toute nouvelle mission ».

PLONGÉE AU CŒUR DU SYSTÈME JUPITÉRIEN

Lancée en 2011, Juno s’est insérée en orbite autour de Jupiter le 4 juillet 2016. Ses objectifs principaux comprenaient l’étude de la gravité, des champs magnétiques, de l’atmosphère et du noyau de la planète géante gazeuse.

Nommée en l’honneur de l’épouse du dieu Jupiter, Juno est sans doute mieux connue pour les sublimes clichés qu’elle a pris de la plus grande planète du système solaire. Pendant des siècles, nous avons observé à distance les maelströms massifs qui parcourraient la face de la planète. Mais, de près, à travers l’objectif de la JunoCam, Jupiter est un monde peint à l’aquarelle, tacheté d’une multitude de cyclones qui tourbillonnent et s’agglutinent à proximité de ses pôles jamais vus auparavant.

Outre le mince système à anneaux de Jupiter, 79 lunes gravitent autour de la planète. 12 d’entre elles ont été découvertes par accident il y a seulement trois ans. Les quatre plus grandes lunes, appelées satellites galiléens, ont été observées pour la première fois au début du 17^e siècle par l’astronome italien Galilée, qui pensa au début, à tort, qu’il s’agissait d’étoiles. Ganymède, Callisto, Europe et Io figurent désormais sur la liste des mondes les plus intrigants du système solaire. Quelques sondes sont néanmoins parvenues à se rapprocher suffisamment pour les étudier en détail : la sonde Voyager 2 est passée à proximité en 1979, tandis que la sonde Galileo a observé le système jupitérien pendant huit années à partir de 1995.

« Ce qui me surprend encore, c'est le peu de données que nous avons collectées sur l’ensemble de ces satellites galiléens », confie Julie Rathbun.

Ganymède est la première étape de Juno à mesure qu’elle se rapproche de Jupiter. Lune massive d’un diamètre de 5 954 km, Ganymède est plus grande que Mercure et effectue une révolution autour de sa géante gazeuse toutes les 172 heures. Le 7 juin, Juno entreprendra le premier de ses deux passages à proximité de ce monde criblé de cratères, qui, comme tous les satellites galiléens, porte le nom d’une des amantes mythologiques de Jupiter.

« Il est difficile de se rendre compte de l’immensité du système jupitérien », reconnait Cynthia Phillips. « Ce n’est pas parce que vous êtes en orbite autour de Jupiter que vous vous trouvez à proximité d’Io, d’Europe ou de Ganymède ».

L’étrangeté de Ganymède réside en partie dans le fait qu’il s’agit de l’unique lune du système solaire capable de générer son propre champ magnétique. Selon les scientifiques, ce phénomène serait l’œuvre d’un noyau liquide et bouillonnant semblable à celui de la Terre.

« Ce n’est qu’une hypothèse, nous n’en sommes pas sûrs à 100 % », précise la scientifique. Les chercheurs ignorent encore comment Ganymède a conservé son magnétisme intrinsèque au fil du temps, alors que d’autres objets célestes comme Mars ou la Lune ont perdu leurs champs magnétiques voilà plusieurs milliards d’années.

Les scientifiques soupçonnent également la présence d’un océan sous la coquille de glace criblée de trous de Ganymède. Les observations de Juno devraient permettre de cartographier cette coquille et d’en examiner les zones les plus fines. Les rencontres gravitationnelles de Juno avec Ganymède amputeront de 10 jours la révolution de la sonde autour de Jupiter et l’enverront en direction d’Europe et d’Io.

En septembre 2022, Juno filera à côté d’Europe, une lune qui figure parmi les objets célestes du système solaire les plus susceptibles d’abriter des formes de vie extraterrestres. Plus petit des satellites galiléens, Europe est un véritable monde aquatique. Elle abrite, sous sa coquille de glace craquelée, un océan global salé qui contient plus d’eau que toutes les mers de la Terre réunies.

Selon les scientifiques, cet océan extraterrestre contient tous les ingrédients nécessaires à la vie, son évolution et son développement tels que nous les connaissons : de l’eau, une source d’énergie et des éléments chimiques clés. Mais, pour savoir si Europe est habitée, une sonde spatiale doit suffisamment s’en approcher pour chercher des signes de vie. La NASA est sur le coup et espère accomplir cet objectif d’ici 15 ans environ, grâce à la mission Europa Clipper. Actuellement en préparation, celle-ci partira explorer les confins du système solaire.

Lorsqu’elle passera à proximité d’Europe à trois reprises l’année prochaine, Juno tâchera de repérer des panaches de vapeur d’eau ou des geysers, phénomène qui, selon les astronomes, se produirait sur cette lune, tout du moins de manière sporadique.

« Cette question fait l’objet d’un vaste débat », confie Cynthia Phillips. « Il est très important d’avoir une autre sonde là-bas pour déterminer s’il y a quelque chose de suspect ».

En outre, Juno scannera la coquille de glace à la recherche de zones où celle-ci est particulièrement fine. Elle tentera aussi de trouver des régions susceptibles d’abriter des poches d’eau liquide dans la croûte d’Europe. Grâce à l’identification de ces différentes zones, il sera plus facile pour un futur robot explorateur d’effectuer des prélèvements dans l’océan dissimulé sous la glace. En scannant la surface d’Europe, Juno permettra également d’en cartographier les pôles jamais vus auparavant.

« En imaginant ces régions d’Europe qui n’ont jamais été vues, nous pouvons créer une carte d’ensemble », souligne Cynthia Phillips. « Ce n’est pas comme Mars, où nous avons mené une foule de missions ».

En rendant visite à Europe, Juno perdra 5 jours supplémentaires de son orbite. Cela réduira à 38 jours la durée nécessaire à la sonde pour faire une révolution autour de Jupiter, avant d’être envoyée en direction d’Io, la lune infernale.

Abritant plus de 400 volcans actifs, Io est l’objet céleste qui présente la plus grande activité volcanique du système solaire. En 2007, la sonde New Horizons de la NASA avait repéré une énorme fontaine de feu s’étendant sur plus de 320 km à la surface de cette lune lors de son passage devant Jupiter.

Blottie contre la géante gazeuse, Io figure parmi les objets célestes les plus traîtres et les plus dangereux à atteindre. Sa proximité avec Jupiter, dont elle effectue la révolution toutes les 42 heures, se traduit par un environnement extrêmement rude. Son hyperactivité s’explique par l’influence de la gravité de Jupiter et d’Europe, qui la chauffe, la presse et l’étire. Juno devrait effectuer 11 vols de reconnaissance au-dessus de ce monde en 2023. Julie Rathbun espère qu’une activité spectaculaire sera observée, à l’image de l’éruption dans la région volcanique de Tvashtar, immortalisée par la sonde New Horizons.

« Tvashtar semble toujours active lorsqu’il y a quelque chose à proximité », plaisante la scientifique. Io, elle, est sans cesse en éruption. La matière produite au cours de ces phénomènes est captée par la gravité de Jupiter et alimente ensuite les gigantesques aurores de la planète. Ces spectacles de lumière ultraviolette criarde et tourbillonnante, qui ont lieu au niveau des pôles, sont semblables aux aurores boréales et australes sur Terre.

Les observations rapprochées d’Io sont rares, comme pour Europe et Ganymède. La plupart des informations collectées par les scientifiques sur cette lune depuis la fin de la mission Galileo proviennent des télescopes terrestres.

« À chaque observation, quelque chose de nouveau se produit. Avec Io en particulier, vous devez la regarder aussi souvent que possible », souligne Julie Rathbun.

Contrairement aux volcans sur Terre, ceux d’Io sont dispersés de manière aléatoire aux quatre coins de la lune. Cela soulève des questions au sujet des réservoirs de magma de la lune et de sa chaleur interne. Les volcans situés à des latitudes plus élevées semblent se comporter différemment de ceux qui se trouvent à proximité de l’équateur ; selon Julie Rathbun, ils entreraient moins souvent en éruption, mais celles-ci seraient plus puissantes.

La scientifique se rappelle avoir « sauté de joie » quand elle a appris que la sonde allait passer tout près d’Io. « Enfin une bonne observation des volcans situés aux pôles ! », confie-t-elle avoir pensé.

Selon Scott Bolton, Juno pourrait aider les scientifiques à déterminer si les volcans d’Io sont alimentés par un océan de magma global ou si les éruptions locales sont causées par des poches plus petites et discrètes. Et la proximité de Juno avec Jupiter ne l’inquiète pas le moins du monde, tout comme l’éventualité que la sonde traverse le mince système à anneaux de la planète. Si une sonde est capable de résister aux rayonnements intenses de Jupiter ou à une collision avec une particule constituant les anneaux, c’est bien Juno.

« Nous l’avons conçue comme un char blindé », précise-t-il. « Et le blindage semble très bien résister ».

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.