Un nouvel océan très probable dans notre système solaire : sur Dioné

De forts indices d'un nouvel océan dans notre système solaire viennent d'être découverts. Quelques semaines à peine après des informations semblables concernant Pluton et Europe, c'est aujourd'hui au tour de Dioné, le quatrième satellite de Saturne, de montrer des signes d'un très profond océan, situé sous une très épaisse couche de glace.

Dioné a été imagé de près pour la première fois par les sondes Voyager dans les années 1980. Plus récemment, la sonde Cassini y a effectué 5 survols depuis son arrivée en orbite de Saturne.

Les premiers survols ont indiqué quelques indices d'une activité géologique mais sans preuve éclatante comme celle des geysers de vapeur s'échappant de la croûte de Encelade, son satellite voisin et avec lequel Dioné est en résonance gravitationnelle.

Cette nouvelle étude, conduite par l'astronome Mikael Beuthe (Observatoire Royal de Belgique) et publiée dans Geophysical Research Letters, est fondée sur des mesures de champ gravitationnel de la sonde Cassini au voisinage de Encelade et de Dioné. A partir des minuscules variations de vitesse de la sonde à l'approche de chacun des deux satellites, qui sont mesurées par effet Doppler des ondes radios envoyées par la sonde, les chercheurs parviennent à modéliser l'intérieur des petits corps de manière à reproduire exactement les mouvements de la sonde, qui sont soumis uniquement à la gravité locale. Les premiers indices d'un océan sur Encelade avaient ainsi été mis en évidence en 2010 et 2012. Puis en 2014, il devenait certain qu'un océan y était présent à son pôle sud, puis en 2015, des mesures indépendantes concluaient que cet océan était global sur Encelade.

Pour Dioné, les chercheurs ont utilisé exactement la même méthode de mesures des variations de vitesses de Cassini, mais légèrement améliorées. En utilisant un modèle géophysique de Dioné incorporant une croûte de glace "flottant" au dessus d'un manteau liquide recouvrant un noyau rocheux, les astrophysiciens montrent que les mesures de gravité de Cassini sont compatibles avec une croûte de 99 km de glace surplombant un océan liquide de 65 km de profondeur! Le noyau rocheux représenterait 70% du rayon de Dioné.

D'après Mikael Beuthe, des mesures indépendantes d'observation de la libration de Dioné, comme celles qui avaient pu être faites sur Encelade, ne pourront pas être effectuées du fait que Dioné est plus sphérique que Encelade et que sa croûte serait bien plus épaisse.

Une des causes possible de la présence d'eau liquide sur Dioné est que son noyau rocheux est relativement important, et comporte des éléments radioactifs naturels, comme tous les corps rocheux. Il dégage donc naturellement de la chaleur, suffisamment pour faire fondre la glace. Mais on ne sait pas encore si Dioné serait en train de fondre ou en train de geler. Car il est possible que l'histoire de Dioné ne soit pas très ancienne, en tous cas, pas aussi ancienne que celle du système solaire. On peut néanmoins noter qu'une glaciation produirait une expansion, le volume de la glace étant plus important que celui de l'eau liquide, ce qui provoquerait des fissures au niveau de la surface, ce qui n'est pas observé. 

Au vu de la grande épaisseur qu'aurait la croûte de glace de Dioné, la présence de geysers de vapeur similaires à ceux de Encelade et de Europe semble difficile à imaginer. Aucun n'a encore été détecté et malheureusement, la sonde Cassini ne repassera plus du côté de Dioné, sa mission arrivant bientôt à son terme.

Il faudra une autre mission pour aller voir de plus près ce qui se cache sous la glace du satellite saturnien, ainsi que de celle de son comparse Encelade, mais cela risque fort d'attendre plusieurs décennies...

Source :

Enceladus' and Dione's floating ice shells supported by minimum stress isostasy

Mikael Beuthe et al. 

Geophysical Research Letters (28 September 2016)

http://dx.doi.org/10.1002/2016GL070650

Illustrations :

1) Dioné passant devant Saturne et ses anneaux, imagé par Cassini (JPL- Caltech/NASA, SPACE SCIENCE INSTITUTE)

2) Vue d'artiste de la sonde Cassini (JPL-Caltech/NASA)