Mimas, lune glacée de Saturne, héberge un océan propice à la vie

Mimas vient compléter la famille des rares lunes du Système solaire abritant de l'eau liquide sous leur banquise: Europe et Ganymède, qui orbitent autour de Jupiter, ainsi qu'Encelade et Titan, satellites de Saturne.

"S'il y a bien un endroit dans l'Univers où on ne s'attendait pas à trouver les conditions favorables à la vie, c'est bien Mimas", a expliqué lors d'une conférence de presse Valéry Lainey, principal autrice de l'étude parue dans Nature. Le satellite de la planète aux anneaux, découvert en 1789 par l'astronome William Herschel, n'avait "pas du tout la tête de l'emploi", raconte cette astronome à l'Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE) de l'Observatoire de Paris-PSL.

L'astre, de seulement 400 kilomètres de diamètre, était surnommée "lune de la mort" tant il semblait froid, inerte et donc inhabitable. En cause: sa surface criblée de cratères, dont un immense lui donnant de faux airs d'"Etoile de la mort", la station de l'Empire galactique dans la saga Star Wars.

Sa coquille de glace semblait figée, sans trace d'activité géologique interne susceptible de la modifier. Au contraire de sa grande sœur Encelade, dont la surface lisse est régulièrement remodelée grâce à l'activité de son océan interne et de ses geysers – une source de chaleur nécessaire pour maintenir l'eau à l'état liquide.

Mouvement orbital et librations

Les scientifiques avaient néanmoins l'intuition qu'il "se passait quelque chose à l'intérieur" de Mimas, raconte Valéry Lainey. L'équipe a alors étudié la rotation du satellite sur lui-même et ses petites oscillations – appelées librations– qui peuvent varier en fonction de la structure interne de l'astre.

Leurs premiers travaux, publiés en 2014, échouent à trancher en faveur d'un océan liquide. Une majorité de scientifiques penchant plutôt sur l'hypothèse d'un noyau rocheux: "On aurait pu en rester là, mais nous étions frustrés", se souvient Valéry Lainey. Son groupe a alors récupéré plusieurs dizaines d'images prises par la sonde Cassini de la NASA (2004-2017), afin d'élargir ses recherches à l'ensemble du système saturnien et dix-neuf de ses lunes.

Ces données ont permis d'analyser le mouvement orbital de Mimas autour de Saturne et la manière dont il affecte ses librations. D'infimes variations dans ces librations ont été détectées, de l'ordre de quelques centaines de mètres, trahissant la présence d'un océan liquide sous la totalité de la surface.

"C'est la seule conclusion viable", soulignent Matija Cuk, de l'Institut SETI de recherche d'intelligence extra-terrestre, en Californie, et Alyssa Rose Rhoden, du Southwest Research Institute à Boulder, dans le Colorado, dans un commentaire joint aux travaux de Nature.

Un océan jeune

L'océan se meut sous une épaisseur de glace de 20 à 30 kilomètres, comparable à celle d'Encelade, décrit l'étude. Il serait né sous l'influence de la gravité d'autres lunes de Saturne: des "effets de marée" qui secouent l'astre et créent de la chaleur empêchant son océan de geler.

Les calculs suggèrent qu'une mer est apparue récemment dans son histoire, durant les 25 millions d'années passées; à titre de comparaison, le premier océan de la Terre s'est formé il y a environ 4 milliards d'années. Cela expliquerait pourquoi aucun signe géologique n'a encore été détecté à la surface de Mimas, comme des craquelures, par exemple.

Cette lune "réunit toutes les conditions pour l'habitabilité: de l'eau liquide, maintenue par une source de chaleur, en contact avec de la roche pour que se développent les échanges chimiques" indispensables à la vie, résume Nicolas Rambaux de l'IMCCE, l'un des auteurs.

Mimas peut-elle abriter des formes de vie primitive, comme des bactéries ou des archées? "La question sera adressée aux prochaines missions spatiales dans les décennies à venir", anticipe Valéry Lainey.

"Une chose est sûre: si vous cherchez les conditions les plus récentes d'habitabilité dans le Système solaire, c'est Mimas qu'il faut regarder", remarque l'astronome. Et si Mimas, cette petite planète presqu'ennuyeuse, possède un océan, signifie que "de l'eau liquide pourrait se trouver presque partout", conclut-elle.

Au-delà de Saturne, la découverte suggère que plusieurs lunes d'Uranus – septième planète de notre Système solaire – pourraient également cacher des océans, même si leur surface semble statique et gelée.

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sjaq et l'ats