Parmi les planètes du Système solaire, Saturne est celle autour de laquelle gravite le plus de lunes : elles sont 293 au total, mais aucune n’importe plus pour l’astrobiologie qu’Encelade. Comparativement à sa planète hôte, c’est une miniature : son diamètre dépasse à peine les 500 km. Sous une épaisse carapace de glace, elle dissimule un océan d’eau liquide d’où jaillissent de puissants geysers de plusieurs centaines de kilomètres de haut, constitués principalement de particules de glace et de vapeur d’eau, expulsés dans l’espace à travers les failles de son pôle Sud.
C’est en traversant ces gigantesques panaches que la sonde Cassini de la NASA, arrivée en orbite saturnienne en 2004, a pu échantillonner directement l’eau issue de son océan, y décelant des sels minéraux, du dihydrogène, du phosphore et de complexes molécules organiques. Des composés compatibles avec les conditions nécessaires à l’émergence d’une chimie prébiotique au fond de cette masse d’eau, où des sources hydrothermales recréent des conditions proches des abysses océaniques terrestres. Bien qu’aucun indice n’ait jamais démontré qu’une quelconque vie extraterrestre ait pu s’épanouir sous la surface d’Encelade, une étude publiée le 25 septembre dans la revue Science Advances vient de démontrer que ses geysers pourrait jouer en faveur de futures missions de détection.
La gigantesque raffinerie naturelle d’Encelade
D’après les conclusions des auteurs, un processus de tri naturel s’opérerait lors de l’expulsion des gouttelettes océaniques à travers la croûte : en remontant dans les conduits glacés, elles gèlent suffisamment lentement pour que leurs différents sels se séparent au sein d’une même gouttelette, avant que les collisions avec les parois ne la fragmentent en particules micrométriques, chacune porteuse d’une composition chimique différente. Un mécanisme géophysique qui, selon les chercheurs, serait susceptible de concentrer dans quelques-unes de ces particules des composés organiques, voire des biosignatures moléculaires, que l’océan dilue à des niveaux autrement indétectables.
L’équipe internationale dirigée par Frank Postberg, professeur de sciences planétaires à la Freie Universität de Berlin, a réanalysé les données spectrométriques de 961 particules de glace riches en sels, enregistrés par Cassini lors de ses survols des panaches et de l’anneau E de Saturne.
Les particules détectées dans le panache avaient été réparties en trois grandes catégories : glace quasi pure, particules chargées en matière organique et particules salées. En se penchant spécifiquement sur cette dernière catégorie, les chercheurs ont découvert qu’elle cachait une diversité chimique bien plus importante que ne l’indiquaient les premières analyses : au moins cinq sous-types ont été identifiés, dominés respectivement par le chlorure de sodium, les carbonates, les phosphates, les hydroxydes ou les sels de potassium.
Un coup de pouce pour traquer la vie extraterrestre
Pour vérifier cette hypothèse, les chercheurs ont combiné les données de Cassini avec des expériences en laboratoire, des calculs thermodynamiques et des modélisations du refroidissement des gouttelettes. En congelant des solutions salines alcalines formulées pour reproduire la composition estimée de l’océan d’Encelade, ils ont constaté que les gouttelettes les plus volumineuses (celles qui refroidissaient le plus lentement) présentaient, une fois solidifiées, des sels répartis de manière hétérogène : le chlorure de sodium concentré à un endroit, les carbonates à un autre, les phosphates ailleurs. Les plus petites, solidifiées trop rapidement pour que cette redistribution ait lieu, restaient chimiquement homogènes.
En quoi est-ce important pour l’astrobiologie ? Parce qu’elle modifie radicalement la façon dont les scientifiques devront interpréter les données des futures missions spatiales vers Saturne, comme l’explique Frank Postberg, professeur en sciences planétaires à la Freie Universität de Berlin et directeur de l’étude. « Encelade nous mâche en réalité une grande partie du travail de préparation des échantillons, des opérations qui demandent habituellement beaucoup d’efforts dans nos laboratoires de chimie sur Terre. Les composants de l’océan se séparent les uns des autres tout en se retrouvant concentrés dans des particules de glace distinctes », clarifie le chercheur.
C’est un avantage méthodologique considérable dans la recherche de biosignatures au sein du Système Solaire. Fabian Klenner, co-auteur de l’étude et professeur adjoint de sciences planétaires à l’Université de Californie à Riverside, en tire une consigne pour les futures missions comme Enceladus Orbilander (NASA) ou le programme L4 / Voyage 2050 (ESA) : « Les signatures moléculaires de la vie, si elles existent, seraient concentrées dans quelques particules seulement. Une future sonde devra trouver exactement celles-là ». Les particules devront donc être analysées une par une, jamais en vrac, sous peine de gâcher le tri naturel qui se produit dans les geysers d’Encelade, et de passer à côté d’une potentielle biosignature. Si la vie microbienne existe quelque part dans le Système solaire en dehors de la Terre, Encelade est peut-être le seul endroit qui nous faciliterait le travail pour la trouver… contrairement aux déserts martiens, où Perseverance et Curiosity doivent passer chaque gramme de régholite au peigne fin.
