Encelade est un satellite naturel de Saturne découvert par William Herschel en 1789. Il s'agit du sixième satellite de Saturne par la taille et du quatorzième par son éloignement. Le nuage de poussières qui l'entoure, de 3 à 4 fois plus dense que celui de l'anneau F, dans lequel Encelade se situe, témoigne a priori d'une intense activité à sa surface.

Comme la Terre, Encelade, une lune de Saturne, serait animée d'une activité géothermale : roches et eau s'y allient pour participer à des réactions chimiques.

L'équipe de Hsiang-Wen Hsu (université du Colorado) a reconstitué les conditions de formation de particules analysées par la sonde Cassini dans ses geysers de glace. Verdict : les grains ont cristallisé dans une eau salée, faiblement basique, près de roches et à 90°C : des conditions similaires à celles qui régnent autour de certaines sources hydrothermales, au fond des océans terrestres. Des conditions idéales pour voir émerger des molécules complexes et... la vie.

"Nous mesurons une anomalie du champ gravitationnel près du pôle Sud". Derrière cette phrase laconique se cache le fin mot de l'histoire de la petite lune de Saturne.

En mesurant les infimes variations de la vitesse de leur sonde lors de 3 survols d'Encelade, entre 2010 et 2012, les membres de la mission Cassini ont enfin pu détecter la présence d'une mer souterraine, dont l'existence n'était jusqu'ici que soupçonnée. Elle s'étendrait à une trentaine de kilomètres sous la croûte glacée. "Dans cette région, nous avons repéré un surplus de masse, explique David Stevenson, du California Institute of Technology (États-Unis). Cela signifie qu'il y a en profondeur un matériau plus dense que la glace... ce qui ne peut être que de l'eau liquide".
Trop peu étendu pour être qualifiée d'océan, le réservoir aurait tout de même une profondeur de 10 km. Une mer, donc, qui pourrait s'infiltrer dans des fractures de la banquise enceladienne jusqu'à remonter à la surface : de quoi expliquer les gigantesques geysers observés depuis 2005. La Terre, Europe (l'une des lunes de Jupiter) et, enfin, Encelade : dans le système solaire, les corps abritant le solvant miracle, indispensable à l'apparition de la vie, sont désormais au nombre de trois.

Les images de la sonde Cassini sont formelles : Encelade, un des satellites de Saturne, est recouvert d'une couche aux reflets bleutés, caractéristique de la neige d'eau fraîche.

C'est une succession de découvertes qui a mené le géologue américain Paul Schenk, du Lunar and Planetary Institute de Houston, à cet examen poussé des clichés de la sonde. En 2004, on apprenait en effet que d'immenses geysers situés au pôle Sud d'Encelade propulsaient de la glace en altitude. Cette glace se mettait à orbiter autour de Saturne, alimentant l'anneau E, particulièrement ténu et brillant... Puis, en 2010, le physicien allemand Sascha Kempf avait modélisé les flux de glace éjectée par les geysers. Il suggérait qu'une partie de cette glace restait dans l'atmosphère d'Encelade, puis retombait en flocons, les plus gros dépôts dessinant deux faucilles, pointant vers le pôle Nord. Paul Schenk vient effectivement d'observer ces formes sur les images de Cassini. La neige serait épaisse d'une centaine de mètres, ce qui, d'après le modèle, indique qu'il neige sur Encelade depuis au moins 100 millions d'années. Les geysers, et la source de chaleur souterraine qui les alimente, seraient donc actifs depuis très longtemps. Cette chaleur a aussi pu faire fondre la neige et constituer des océans d'eau liquide sous la glace...

Constitués de vapeur d'eau et de particules de glace, les geysers d'Encelade contiennent aussi des sels de sodium.

Cette découverte, réalisée grâce à la sonde cassini, laisse présager la présence d'un océan souterrain salé sur cette lune de saturne.

Encelade, une petite lune de Saturne de 500 kilomètres de diamètre, distribue généreusement sa matière.

Non seulement elle éjecte dans l'espace de puissants geysers de particules de glace depuis son pôle Sud, mais elle en arrose aussi ses voisines ! Anne Verbiscer, de l'université de Virginie, aux États-Unis, a pu observer des fines poussières d'eau gelée venant d'Encelade jusque sur quatre autres satellites de Saturne : Mimas, Téthys, Dione et Rhéa. Et ceci en quantité suffisante pour que ces corps célestes anciens et inactifs, condamnés à être ternes, deviennent des objets parmi les plus brillants du système solaire !

Le satellite de Saturne serait entièrement solide et renfermerait des poches de gaz. L'espoir de découvrir une étendue d'eau liquide susceptible d'abriter de la vie sur Encelade, un satellite glacé de 500 km de diamètre gravitant autour de Saturne, s'éloigne encore un peu...

Les griffures de la surface d'Encelade, d'où s'échappent par endroits des geysers de cristaux glacés, avaient en effet laissé un temps imaginer une couche d'eau liquide entre la croûte glacée et le cour solide du satellite. Un scénario déjà mis à mal l'an dernier par des géologues pour qui le satellite pourrait être entièrement solide et renfermer des poches de gaz. Cette hypothèse vient d'être reprise et développée avec succès par Gustavo Gioia et ses collègues de l'université d'Illinois (États-Unis) et permet en effet d'expliquer la morphologie et la géothermie si particulière du satellite.

Près de Saturne, le 11 août. Filant à 1,5 milliards de km de la Terre dans l'espace, la sonde US Cassini a plongé vers Encelade, satellite glacé, et a survolé sa surface à une cinquantaine de km d'altitude.

Cette image des canyons glacés de Damascus Sulcus, non loin du pôles Sud, permet de révéler des blocs posés sur le sol d'une vingtaine de mètres seulement ! Elle dévoile pour la première fois les flancs des longues fractures d'où s'échappent, de temps à autre, de puissants geysers de vapeur d'eau. Or, les scientifiques pensent que ces geysers sont la preuve de la présense sous la surface, de réservoirs d'eau liquide, voire d'un océan souterrain.

Mêlant observations et modélisations, les planétologues sont quasi certains que le deuxième satellite de Saturne abriterait un vaste lac souterrain. Une nouvelle planète bleue ? Ces "stries du tigre" situées près du pôle Sud ont attiré l'attention des planétologues.

Il tiendrait tout entier à l'intérieur de la France si on le posait sur la surface de la terre. Un petit rien d'à peine 500 km de diamètre, en orbite à 1 milliard de km de nous. Et pourtant, Encelade cristallise aujourd'hui toute l'attention du monde scientifique.

Car le petit satellite vient de faire une entrée fracassante dans le club très fermé des corps planétaires susceptible d'abriter la vie ! Il se place même d'emblée parmi les favoris, devant Mars, et peut-être même devant Europe, satellite de Jupiter qui avait jusqu'ici les faveurs des planétologues.

DEUX AUTRES PRÉTENDANTS À L'EAU LIQUIDE La croûte glacée d'Europe (à gauche) pourrait elle aussi cacher un océan souterrain. Quant à Mars (à droite), même sèche en surface, elle pourrait quand même receler de l'eau liquide en profondeur. Jusqu'ici, il n'y avait guère que Mars et Europe, un satellite de Jupiter, pour disputer à la Terre son titre de planète bleue. La surface de Mars montre les signes d'une activité hydrologique qui fut intense par le passé. On y trouve aussi bien des lits de rivières asséchées que des rivages et des dépôts sédimentaires. Les scientifiques pensent que de l'eau liquide pourrait se trouver enfouie sous la surface de la planète rouge. Des observations récentes semblent d'ailleurs leur donner raison puisqu'en 2006, des chercheurs de la Nasa ont affirmé avoir détecté de nouvelles traces d'écoulements de boue là où, avant, il n'y en avait aucune. Mais tout cela reste hypothétique. Beaucoup plus certaine est la présence d'eau liquide sur Europe. Les scientifiques sont même persuadés qu'il existe, sous sa croûte de glace, un océan d'une centaine de kilomètres de profondeur ! Tout comme dans le cas d'Encelade, il n'y a aucune preuve directe, mais plutôt une foultitude d'observations convergentes : une surface jeune et accidentée signe de cryovolcanisme et de tectonique ; un champ magnétique qui ne peut être produit que s'il existe un fluide dans lequel des charges peuvent se déplacer, et des dépôts de sel de magnésium et de sodium en surface qui ne peuvent provenir que de la dissolution du noyau rocheux de la planète par... un océan.

Depuis 2 ans déjà, les observations de Cassini s'accumulaient en faveur de l'existence d'eau liquide enfouie sous la surface d'Encelade. Désormais, les scientifiques en sont quasi certains : un lac, une mer ou peut-être même un océan tout entier se cache sous la surface gelée du satellite de Saturne. Car il n'y a guère d'autre moyen d'expliquer l'existence de ces geysers de glace et de vapeur d'eau que crache Encelade, magnifiques fontaines bleutées dévoilées par la sonde en 2005. À dire vrai, cela fait longtemps qu'Encelade est dans le collimateur des astronomes. Ils savent depuis les années 1980 qu'il possède des propriétés hors du commun dans le système solaire.

TRACES DE CRYOVOLCANISME : D'abord, il est l'un des plus brillants, ce qui indique que sa surface est plutôt lisse et jeune. Ensuite, il est entièrement recouvert de glace d'eau pure. Et déjà, les scientifiques pensent qu'il abrite probablement des geysers glacés qui, à l'instar des canons à neige des stations de ski, entretiennent la couverture neigeuse de l'anneau E de Saturne. Par ailleurs, à la même époque, la sonde Voyager 2, de passage près de Saturne, prend quelques clichés de sa surface, qui se révèle très hétérogène, avec des zones criblées de cratères d'impacts de météorites, et des zones qui en sont presque totalement dépourvues. Pour les chercheurs, c'est l'indication qu'un mécanisme remanie régulièrement la surface de ces régions et qu'il y a donc, sans doute, du cryovolcanisme (volcanisme de glace) sur Encelade. De là à penser qu'il y a aussi de l'eau liquide sous la surface, qui alimenterait ce cryovolcanisme, il n'y a qu'un pas... que les scientifiques se gardent encore de franchir en attendant une exploration approfondie du satellite. Et cette exploration, ils l'attendront près de 25 ans.
C'est dire si les astronomes sont fébriles ce 17 février 2005, lorsque la sonde Cassini approche enfin, à moins de 1260 km, la surface de la petite boule si convoitée. Leur attente ne sera pas déçue. Car les instruments embarqués détectent la présence d'une atmosphère ! Or, ce "modèle réduit de planète", du fait de sa trop faible gravité, ne peut conserver une telle atmosphère. C'est donc que celle-ci est régénérée en permanence par... des geysers ! Un deuxième survol, effectué en mars de la même année, montre que l'atmosphère est bien plus dense vers le pôle Sud : c'est là qu'il faut donc chercher ces geysers. La trajectoire de la sonde est modifiée pour son dernier passage, le 14 juillet 2005, à 170 km d'altitude. Et là, c'est la révélation : à cette altitude, les détails de la surface montrent sans ambiguïté l'existence d'une activité tectonique. D'abord, on ne trouve pratiquement aucun cratère d'impact, signe que la surface a été remaniée récemment. Ensuite, le sol estjonché de blocs de glace de la taille d'une maison.
Enfin et surtout, il est balafré par quatre grandes failles parallèles mesurant près de 130 km de long sur de 2 km de large et 500 m de profondeur : "les stries du tigre". Il y a bien du cryovolcanisme sur Encelade. Mais ce n'est pas tout. Sur les clichés, on voit aussi très distinctement, et pour la première fois, d'immenses panaches constitués d'un mélange de gaz et de poussières s'échapper de la surface du pôle Sud, et grimper à plus de 400 km d'altitude : ils sont presque aussi grands que le petit satellite lui-même ! Il y a donc bien des geysers sur Encelade, qui relâchent ces gigantesques panaches. Alors, s'il y a du cryovolcanisme et des geysers, y a-t-il aussi de l'eau liquide ? Cette image colorisée montre que les panaches de vapeur d'eau sortant d'Encelade sont presque aussi grands que lui. (->)
Pour le savoir, les scientifiques analysent immédiatement les panaches, et découvrent qu'ils sont composés de poussières de glace, d'un peu de méthane, de dioxyde de carbone, d'azote mais surtout, pour l'essentiel, de vapeur d'eau ! Pour 5 kg de poussières glacées qui sortent chaque seconde, les quatre stries du tigre crachent 100 kg de vapeur d'eau ! Or, il n'y a que deux manières de produire cette vapeur : soit directement à partir de la glace, c'est la sublimation, soit à partir d'eau liquide, c'est l'évaporation.

SUBLIMATION OU ÉVAPORATION ? Dans un premier temps, les chercheurs envisagent les deux mécanismes.Mais bien vite, la sublimation leur apparaît incapable de rendre compte de la quantité de particules de glace observée dans les panaches. Il y en a beaucoup trop. Impossible, par exemple, d'expliquer la présence de ces particules par une éventuelle recondensation de la vapeur d'eau produite lors de la sublimation. Car une fois émise dans l'espace, la vapeur d'eau a plutôt tendance à se diluer qu'à se condenser. Les particules auraient-elles été "soufflées" au moment de la transformation de la glace en gaz, c'est-à-dire arrachées à la glace et entraînées par le dégazage de la vapeur d'eau ? Peu probable. En février dernier, Jurgen Schmidt, chercheur à l'université de Potsdam en Allemagne, a ainsi montré que la vapeur d'eau produite par sublimation ne serait pas assez dense pour réussir à entraîner 5 kg de poussières glacées chaque seconde, à près de 216 km/h, et cela, à plusieurs centaines de kilomètres d'altitude. Et même si certains envisagent aujourd'hui une sublimation non pas de glace mais de clathrates (des composés capables de renfermer en leur sein du dioxyde de carbone ou du méthane, et d'expliquer du même coup la présence de ces gaz dans les panaches), les scientifiques préfèrent désormais l'hypothèse de l'évaporation, bien plus plausible : il y aurait donc de l'eau liquide sur Encelade ! Pas en surface, bien sûr, où la température ne dépasse jamais les -140°C, ce qui est bien trop froid. Mais bien à l'abri, sous la glace. C'est en tout cas l'intime conviction de Jurgen Schmidt, pour qui cette eau liquide pourrait être "un lac de quelques dizaines de kilomètres ou bien même un océan". D'après la vitesse des particules glacées, ainsi que leur répartition en taille, il en arrive à la conclusion que les geysers seraient alimentés en vapeur d'eau à partir de réservoirs souterrains d'eau liquide en ébullition... à 0°C ! Une hypothèse loufoque ? Pas tant que ça, pour peu que la pression exercée sur ces poches d'eau par leur environnement soit suffisamment faible. Car, comme le fait remarquer Yves Langevin, planétologue à l'Institut d'astrophysique spatiale d'Orsay, "plus la pression est faible et plus la température de vaporisation de l'eau diminue. Dans le vide, où la pression est nulle, on peut même vaporiser un mélange d'eau et d'antigel à -40°C." D'ailleurs certains scientifiques avaient proposé cette idée dès 2006. Les premiers calculs, publiés en mars 2006, montrent que la pression exercée par la glace sur d'éventuels réservoirs d'eau situés en dessous serait suffisamment faible pour permettre à l'eau de bouillir à environ 7 m de profondeur.
Sans compter que les scientifiques ont une autre très bonne raison de penser qu'il y a de l'eau liquide sur Encelade : sans elle, impossible d'expliquer les températures mesurées à la surface du pôle Sud (la chaleur constante dégagée par le pôle Sud d'Encelade (en jaune) est un signe, pour les scientifiques, de la présence d'eau liquide souterraine ->). Car ces températures, bien que très basses (environ -100°C), sont encore deux fois plus élevées que ce qu'elles devraient être en théorie, si l'on ne tient compte que de la chaleur apportée par le Soleil. Or, les scientifiques sont convaincus que c'est la déformation de la glace sous l'effet de l'attraction de Saturne (effet de marée) qui en est à l'origine. Oui mais voilà : pour que les déformations de la glace conduisent à l'échauffement mesuré, il faut que celle-ci puisse se déformer beaucoup, ce qui est impossible sans une couche d'eau liquide qui isole le noyau rocheux d'Encelade de sa croûte de glace !

VINGT NOUVEAUX GEYSERS SUR ENCELADE Lors de son récent survol d'Encelade en novembre 2009, la sonde Cassini a photographié une vingtaine de nouveaux geysers émanant de la région dite des "rayures du tigre", (les points chauds apparaissent en rouge ->) au pôle Sud du satellite de Saturne. Grâce a ces images, l'équipe de Cassini a obtenu une vue 3D de l'une de ces griffures, appelée Baghdad Sulcus. Or, des relevés de température ont montré que les points les plus chauds (entre -92 et -73°C) correspondent parfaitement aux endroits les plus lisses de cette fracture. Ces points chauds sont produits par la vapeur d'eau souterraine qui échauffe les flancs de la fracture et propulse les geysers. CIEL & ESPACE > Avril > 2010 ASTRONOMIE -> SYSTÈME SOLAIRE -> PLANÉTOLOGIE

JUSTE À 80 KM SOUS LA SURFACE : Au final, "Encelade serait un noyau rocheux de 170 km de rayon, entouré d'une couche d'eau liquide de quelques centaines de mètres d'épaisseur, et le tout emprisonné sous 80 km de glace", conclut Gabriel Tobie, chercheur au Laboratoire de planétologie et géodynamique de Nantes. Une explication qui pourrait même éclairer la question de l'alimentation des geysers, puisque certains scientifiques ont récemment proposé que les mouvements de glace le long des failles puissent engendrer suffisamment de frottements pour faire fondre la glace et créer, à quelques mètres seulement de la surface, des poches d'eau en ébullition, sources de vapeur.
De l'eau sur Encelade, il se pourrait donc qu'il y en ait juste sous la surface, ou, selon le scénario, sous 80 km de glace, au contact direct du noyau rocheux du satellite. Et s'il y a de l'eau, il y a peut-être de la vie. France Westall, exobiologiste au Centre de biophysique moléculaire d'Orléans, rappelle que "sur Terre la vie est probablement apparue au fond des océans à proximité immédiate des sources hydrothermales". De la vie sur Encelade... C'est en tout cas ce qu'espèrent bon nombre de scientifiques qui plaident pour qu'une mission soit envoyée sur place, à proximité des stries du tigre. Car, s'il s'avérait que les geysers sont bien connectés à un océan, il suffirait alors d'analyser les panaches pour savoir ce que cet océan cache dans ses profondeurs...