La planète naine Ceres a un océan d’eau salée secret

Les scientifiques attribuent les mystérieux points lumineux de Cérès, le plus gros objet de la ceinture d’astéroïdes principale, à un gigantesque réservoir d’eau salée sous la croûte de la planète naine.

Les océans souterrains sont le genre de chose que nous nous attendons à voir dans le système solaire externe, en particulier sur les lunes glacées en orbite autour de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Mais selon sept (oui, sept) nouveaux articles publiés dans une revue Nature spéciale collection, les océans souterrains peuvent également apparaître sur des objets sans planète hôte, comme le montre Ceres, une planète naine située dans la principale ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter.

Cérès, comme le montre la nouvelle recherche, était récemment active et pourrait encore l’être, contenant un vaste réservoir d’eau souterraine et présentant une forme de cryovolcanisme (dans laquelle l’eau souterraine atteint la surface) jamais vue auparavant dans un objet céleste. Les océans souterrains sur les lunes glacées, comme l’Europe de Jupiter et l’Encelade de Saturne, sont maintenus au chaud par les interactions de marée exercées par leurs planètes hôtes, mais on ne peut pas en dire autant des objets sans planète dans la ceinture d’astéroïdes. Sur Cérès, ce phénomène est davantage une question de chimie, car l’eau souterraine reste à l’état de boue en raison de sa forte teneur en sel.

La nouvelle recherche, décrite dans des articles publiés dans Nature Astronomy, Nature Geoscience et Nature Communications, comprenait des scientifiques de la NASA, du Lunar and Planetary Institute (LPI), de l’Université de Münster en Allemagne, de l’Institut national de l’enseignement et de la recherche scientifiques (NISER ) en Inde, parmi de nombreuses autres institutions.

À 590 miles de large (950 kilomètres), Cérès est le plus gros objet de la ceinture d’astéroïdes. Le vaisseau spatial Dawn de la NASA a visité Ceres de 2015 à 2018, recueillant des données d’une importance critique au cours des cinq derniers mois de la mission, lorsque l’orbiteur a plongé à moins de 35 km de la surface.

Des images haute résolution renvoyées sur Terre ont révélé le cratère Occator avec des détails sans précédent. Ce cratère, formé par un impact géant, est la caractéristique la plus distinctive de la planète naine, mesurant 92 km de large, ce qui est assez énorme même selon les normes de la Terre. Le cratère Occator a été révélé comme une structure complexe, avec une dépression centrale recouverte d’une structure en forme de dôme, diverses fissures et sillons, des dépôts minéraux brillants et des dômes plus petits dispersés partout.

On soupçonnait que l’eau était peut-être responsable des caractéristiques de surface brillantes de Ceres avant la mission Dawn, mais les données recueillies par l’orbiteur suggèrent que c’est bien le cas.

Un nombre de minuscules cratères d’impact sur Cérès indique une surface relativement jeune. Le cratère Occator s’est formé il y a environ 22 millions d’années, certaines des plus jeunes caractéristiques de surface de Cérès se formant il y a à peine 2 millions d’années.

Une caractéristique commune des cratères d’impact est un pic qui se forme au centre. Une telle caractéristique s’est formée à l’intérieur de l’Occator, mais elle s’est effondrée, créant une dépression dans la dépression. Puis, il y a environ 7,5 millions d’années, de l’eau – ou plus d’une saumure – a remonté à la surface, s’écoulant à travers ce pic effondré. Cette eau salée s’est évaporée, laissant derrière elle des dépôts réfléchissants sous forme de carbonate de sodium – un mélange de sodium, de carbone et d’oxygène. La tache blanche brillante au centre d’Occator, Cerealia Facula, est le vestige de ce processus.

Des dépôts similaires apparaissent ailleurs dans le cratère, y compris une caractéristique importante appelée Vinalia Faculae. À ces endroits, la saumure remontait à la surface par des fissures et des sillons.

Il y a environ 2 millions d’années, Cerealia Facula est redevenue active, crachant plus de saumure, formant un dôme central de matériau brillant. Ces processus étaient en cours il y a environ 1 million d’années, et ils se produisent peut-être encore aujourd’hui, bien que les processus cryovolcaniques se soient considérablement affaiblis au fil du temps.

L’évaporation et la sublimation (lorsque le liquide se transforme directement en gaz) ont poussé l’eau à la surface, sous une forme de cryovolcanisme qu’on ne voit nulle part ailleurs dans le système solaire, selon les chercheurs. Les scientifiques ont de bonnes raisons de croire que ce processus peut exister ailleurs sur d’autres corps apparemment inertes.

«Les preuves d’une activité géologique très récente sur Cérès contredisent la croyance générale selon laquelle les petits corps du système solaire ne sont pas géologiquement actifs», a déclaré Guneshwar Thangjam, co-auteur de Nature Astronomy papier et un chercheur du NISER, dans un communiqué de presse.

Surtout, l’océan souterrain s’est probablement formé à la suite de l’événement d’impact qui a créé le cratère Occator, mais sa neige fondante est due au sel dissous dans les eaux souterraines.

«Pour le grand gisement de Cerealia Facula, la majeure partie des sels provenait d’une zone de gadoue juste sous la surface qui a fondu par la chaleur de l’impact qui a formé le cratère il y a environ 20 millions d’années», Carol Raymond, premier auteur de l’astronomie de la nature étude et enquêteur principal de Dawn, a déclaré dans une NASA communiqué de presse. «La chaleur d’impact s’est calmée après quelques millions d’années; cependant, l’impact a également créé de grandes fractures qui pourraient atteindre le réservoir profond à longue durée de vie, permettant à la saumure de continuer à percoler à la surface.

Ceres comprend des centaines et peut-être des milliers de sites de gisements plus petits, dont la plupart ont moins de 10 mètres d’épaisseur. Des dômes et des fosses apparaissent à la surface, se formant également à partir du mouvement des eaux souterraines.

En étudiant la gravité de Cérès, les scientifiques ont pu en déduire sa structure interne. Le réservoir salé se trouve à environ 40 km sous la surface et a des centaines de kilomètres de large. Étant donné que Cérès elle-même ne mesure que 590 miles de large, il est juste d’appeler Cérès un monde océanique.

Apparemment du jour au lendemain, Cérès est devenu une cible alléchante pour les astrobiologistes. Avec sa chimie complexe, son eau liquide et sa dynamique continue de surface et de subsurface, il peut avoir été habitable à un moment donné de son histoire récente. Une mission pour envoyer une sonde à la surface semble soudainement une très bonne idée.