La source de chaleur d'Encelade : seulement des forces de marée ?

Le satellite de Saturne, Encelade, continue à fasciner les planétologues depuis la découverte d’immenses panaches composés de vapeurs d’eau et de cristaux de glace s’élevant près de son pôle sud. Quelle est en effet l’origine de la chaleur faisant fondre l’eau sur un si petit corps céleste ? Pour Francis Nimmo et ses collègues, les forces de marée exercées par Saturne seraient suffisantes, comme ils l’expliquent dans le journal Nature.

Coupe de l'intérieur d'Encelade au niveau des failles du pôle sud. En jaune, les directions des mouvements causés par les forces de marée et générant de la chaleur.
Crédit : Jet Propulsion Laboratory/University of Santa Cruz.

A première vue, Encelade possède un volume trop faible pour contenir la quantité d’isotopes radioactifs nécessaires pour produire l’énergie maintenant l’activité tectonique observée de la planète, et faire fondre assez d’eau pour alimenter les panaches observés par la sonde Cassini. Reste les forces de marée, mais, là encore, un problème se pose. Celles-ci ne sont pas aussi importantes que sur sa cousine, le satellite de Jupiter Io. Un scénario a été proposé, récemment, associant ces deux mécanismes et rendant compte des observations.

"Ce n’est pas nécessaire" répondent Francis Nimmo, Robert Pappalardo, John Spencer et McCall Mullen. Les frictions s’exerçant au niveau des failles rappelant des griffures de tigre à la surface d’Encelade, générées par les forces de marée gravitationnelles, produiraient assez de chaleur sans qu’un océan d’eau liquide, juste sous la surface, ne fournisse la vapeur des panaches.

A cause de l’excentricité de son orbite, Encelade est soumise à un champ gravitationnel variable en s’éloignant et se rapprochant de Saturne périodiquement. Il en résulterait  des contraintes importantes au niveau des failles du pôle sud qui, par leurs déformations et leurs mouvements, généreraient de la chaleur par friction. Or, en appliquant un modèle mathématique pour décrire le phénomène, les chercheurs ont calculé que la quantité de chaleur résultante était suffisante. Ils prédisent même des zones précises plus chaudes que les autres, ce qui devrait permettre de tester bientôt leur théorie à l’aide de nouvelles mesures, et explique aussi la périodicité des éruptions des panaches.

Sans nécessiter un océan d’eau, leur modèle prédit quand même qu’il devrait en exister un entre la croûte glacée d’Encelade et son noyau rocheux. En fait, il est essentiel pour permettre des mouvements d’une ampleur suffisante au niveau des failles pour générer la bonne quantité de chaleur. D’après eux, la croûte doit avoir une épaisseur d’au moins 5 km et probablement de plusieurs dizaines. Enfin, les déplacements tectoniques seraient d’au moins un mètre à chaque période de marée de 1,37 jours.

Naine blanche : une structure chaotique...

Située à environ 4000 années-lumière de la Terre, NGC 2440 est une nébuleuse planétaire éjectée par une étoile mourante ; sa structure complexe et son aspect tourmenté sont probablement dus à un écoulement de matière et à la grande quantité de nuages de poussières. Cette naine blanche est entourée d’un gigantesque nuage de gaz froids, invisible en lumière normale. A noter également qu’au coeur de la nébuleuse, une étoile centrale, l’une des plus chaudes jamais observé, puisque sa température de surface avoisine les 200 000 degrés Celsius !
Légende : NGC 2440, une impressionnante naine blanche localisée dans la constellation de la Poupe – Crédit : NASA and the Hubble Heritage Team