La recherche de la vie sur Encelade, la lune glacée de Saturne, pourrait être plus pratique que ne le pensaient les scientifiques, selon deux études publiées le même jour dans Science Advances et annoncées le 25 septembre par la Freie Universität Berlin. La première suggère que les panaches de la Lune trient et concentrent naturellement les produits chimiques de son océan caché, ce qui pourrait faciliter la détection de faibles signaux chimiques par un vaisseau spatial qui passe. La seconde montre qu’un microbe terrestre producteur de méthane peut se développer dans une reconstitution en laboratoire de cet océan.
Aucune des deux études ne trouve de vie sur Encelade. Ensemble, ils abordent deux questions pratiques : si une future mission pourrait détecter des traces de vie dans les panaches et si la chimie de l’océan pourrait abriter des types de microbes connus.
Encelade est devenue l’une des principales cibles de la recherche de la vie au-delà de la Terre, car elle projette des matériaux provenant d’un océan souterrain mondial directement dans l’espace. Son océan est le seul au-delà de la Terre dont les scientifiques ont directement analysé des échantillons collectés par la sonde spatiale Cassini de la NASA.
Une Lune qui prépare ses propres échantillons
Entre 2004 et 2017, l’analyseur de poussière cosmique de Cassini a mesuré des grains de glace individuels dans l’anneau E de Saturne, qui est alimenté par la matière en éruption d’Encelade. Une équipe dirigée par Frank Postberg de la Freie Universität Berlin a examiné 961 spectres de grains riches en sel et a découvert que leur composition variait considérablement, selon un résumé de l’Institut des sciences de Tokyo. Certains étaient riches en chlorure de sodium, tandis que d’autres contenaient davantage de carbonates, de phosphates ou de chlorure de potassium.
Pour expliquer cette énigme, Yasuhito Sekine et ses collègues de l’Institut des sciences de la Terre et de la vie à Tokyo ont gelé en laboratoire des gouttelettes contenant des sels qui se trouveraient dans l’océan d’Encelade. Lorsque des gouttelettes d’environ 200 micromètres de diamètre ont gelé lentement, les sels se sont séparés en différentes régions. Lorsqu’ils gelaient rapidement, les ingrédients restaient mélangés.
Sekine a déclaré, à partir de gouttelettes provenant essentiellement de la même eau océanique.
L’étude menée par Postberg suggère que les embruns gèlent lentement lorsqu’ils se déplacent à travers les fissures de la coquille de glace, puis se brisent contre les parois des évents près de la surface en grains plus petits, chacun contenant différents ingrédients concentrés. Des travaux antérieurs ont montré que les composés organiques peuvent être séparés de la même manière, et des analyses antérieures de Cassini des composés organiques molécules trouvées matières organiques complexes dans les grains de panache. En effet, Encelade effectue les étapes de séparation et de concentration que les laboratoires terrestres effectuent avant d’analyser un échantillon.
» a déclaré Postberg. Si une gouttelette transportait de la matière provenant de microbes, a-t-il expliqué, elle pourrait se retrouver concentrée dans une petite fraction de grains de glace sous une forme relativement pure.
Un microbe producteur de méthane se développe dans un océan simulé
La deuxième étude, dirigée par Vanessa Helmbrecht de la Ludwig-Maximilians-Universität München avec Postberg et Nozair Khawaja, collègue de la Freie Universität Berlin, a testé . Cet organisme est un archéon, et non une bactérie, qui vit à proximité des sources hydrothermales des grands fonds marins de la Terre. Il n’a pas besoin d’oxygène et produit du méthane à partir d’hydrogène et de dioxyde de carbone.
L’équipe a recréé les caractéristiques clés de l’océan d’Encelade, notamment sa faible teneur en oxygène, sa teneur élevée en carbonate, son eau fortement alcaline avec un pH de 10 ou 11 et les réactions entre l’eau et la roche au fond de l’océan. Le microbe n’a pas réussi à se développer dans un milieu de laboratoire optimal à pH élevé, où le dioxyde de carbone dissous faisait défaut. Dans le simulant Encelade, il a continué à croître et à produire du méthane en utilisant l’hydrogène généré par les réactions eau-roche simulées, et il a adapté son métabolisme aux faibles quantités de dioxyde de carbone.
» a déclaré Khawaja, ajoutant que l’équipe ne s’attendait pas à un résultat aussi positif.
Limites de la preuve
Les deux études comportent des limites importantes. La première s’appuie sur des expériences de congélation en laboratoire et une réinterprétation des données de Cassini. Cela offre une explication physique de la diversité des grains, mais ne prouve pas que le processus fonctionne exactement de cette façon à l’intérieur de la Lune.
Le second est un test en laboratoire d’un organisme terrestre dans des conditions simulées sélectionnées. Cassini a détecté du méthane dans les panaches d’Encelade, mais sa source, biologique ou non, reste inconnue. Montrer qu’un microbe pourrait produire du méthane dans de telles conditions ne prouve pas que les microbes le font réellement.
» a déclaré Postberg. Le véritable océan d’Encelade peut également contenir des composés qui ralentissent ou bloquent la croissance microbienne, et les conditions varient probablement entre le fond marin et les eaux proches de la coquille de glace. Les futures missions devront mesurer ces conditions directement.
Des missions qui pourraient mettre les idées à l’épreuve
Les résultats pourraient façonner la conception des futures missions. La NASA a étudié un concept phare appelé Encelade Orbilander, qui orbiterait autour de la Lune et échantillonnerait ses panaches avant d’atterrir près du pôle sud. En Europe, la Freie Universität Berlin affirme que la mission L4 de l’ESA, actuellement en préparation, rechercherait spécifiquement des signes de vie sur la Lune.
Aucune de ces missions n’a été lancée et toute arrivée sur Saturne serait prévue dans plus d’une décennie. Les nouvelles études suggèrent que les instruments devraient analyser de nombreux grains individuels, où des composés clés peuvent être concentrés, plutôt que de se fier uniquement à des échantillons de panache moyennés. Postberg a déclaré que le futur vaisseau spatial pourrait identifier les biosignatures de ces particules grâce à la technologie déjà disponible.
Pour l’instant, les conclusions pratiques sont limitées mais significatives. Si la vie existe dans l’océan d’Encelade, la Lune pourrait la rendre plus facile à trouver que les scientifiques ne le craignaient, mais pour répondre à la question, il faudra qu’un nouveau vaisseau spatial survole les panaches.
Ce que les lecteurs veulent savoir
Les scientifiques ont-ils trouvé de la vie sur Encelade ?
Non. Les deux études suggèrent que la vie pourrait être plus facile à détecter si elle existe et qu’un microbe terrestre peut se développer dans une version simulée de l’océan lunaire, mais aucune vie n’a été trouvée.
Qu’a révélé la première étude ?
Il a été constaté que les gouttelettes océaniques gèlent probablement lentement, puis se brisent, produisant des grains de glace contenant différents ingrédients concentrés, ce qui pourrait faciliter la détection de faibles signaux chimiques.
Quel microbe a été testé ?
Les chercheurs ont testé Methanothermococcus okinawensis, un archéon producteur de méthane qui vit près des sources hydrothermales des grands fonds marins de la Terre.
Pourquoi le méthane est-il important ?
Cassini a détecté du méthane dans les panaches d’Encelade. Sa source est inconnue et l’expérience montre qu’un microbe pourrait produire du méthane dans des conditions simulées, mais ce n’est pas le cas.
Où les études ont-elles été publiées ?
Les deux études sont parues dans Science Advances le même jour et ont été annoncées par la Freie Universität Berlin le 25 septembre.
Quand une mission pourrait-elle tester ces idées ?
La NASA a étudié un concept d’orbiteur et d’atterrisseur Encelade, et l’ESA prévoit une grande mission sur la Lune, mais aucun des deux n’a encore été lancé et l’arrivée serait dans plus d’une décennie.
