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Un signe de vie détecté sur Encelade ?

Encelade (premier plan) dérive devant les anneaux de Saturne tandis que Titan se profile derrière. Crédits : NASA/JPL-Caltech / Space Science Institute

Une récente étude publiée dans Nature Astronomy suggère que les concentrations de méthane mesurées par Cassini dans les panaches d’Encelade pourraient avoir une origine biologique. Cette production de méthane pourrait également être le fruit de processus géochimiques non biologiques inconnus sur Terre.

D’où vient le méthane d’Encelade ?

Encelade, l’une des nombreuses lunes de Saturne, n’est qu’une petite boule de glace de 500 kilomètres de diamètre. Malgré sa petite taille, l’objet reste l’une des cibles les plus privilégiées en exobiologie. Et pour cause, nous savons grâce à la sonde américaine Cassini que des jets de vapeur émanent de ses profondeurs, suggérant la présence d’un océan global pris en sandwich entre son noyau rocheux et sa coquille glacée.

En survolant et en échantillonnant ces panaches, Cassini a également détecté certaines molécules associées aux cheminées hydrothermales terrestres, en particulier du dihydrogène, du méthane et du dioxyde de carbone. La quantité de méthane était notamment particulièrement inattendue.

Sur Terre, l’activité hydrothermale se produit lorsque l’eau de mer froide s’infiltre sous le plancher océanique et passe à proximité d’une source de chaleur, comme une chambre de magma. L’eau réchauffée est ensuite recrachée par des bouches hydrothermales.

Nous savons que cette activité hydrothermale peut alors produire du méthane par le biais de micro-organismes (des archées) qui métabolisent l’hydrogène moléculaire et le dioxyde de carbone (méthanogenèse).

Dans le cadre d’une récente étude, Regis Ferriere et son équipe de l’Université de l’Arizona se sont alors demandé si des microbes semblables à ceux de la Terre, connus pour consommer le dihydrogène et produire du méthane en sous-produit (méthanogenèse biologique), pourraient expliquer la quantité étonnamment importante de méthane détectée par Cassini.

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Illustration de la sonde Cassini volant à travers des panaches d’Encelade en octobre 2015. Crédits : NASA/JPL-Caltech

Expliquer les mesures

Naturellement, tester cette hypothèse sur le terrain est pour le moment impossible. Pour ces travaux, les chercheurs se sont donc appuyés sur des modèles mathématiques pour calculer la probabilité que différents processus, y compris la méthanogenèse biologique, qui pourraient expliquer les données de Cassini.

Pour ces travaux, les chercheurs ont évalué quelle production hydrothermale de dihydrogène correspondrait le mieux aux observations de Cassini. Ils ont ensuite cherché à savoir si cette production pourrait fournir suffisamment de “nourriture” ​​pour soutenir une population de micro-organismes méthanogènes semblables à la Terre, et si un ensemble donné de conditions chimiques (concentration de dihydrogène, températures, etc.) pouvait fournir un environnement approprié pour la croissance de ces microbes.

Enfin, les chercheurs ont examiné quels effets une telle population microbienne pourrait avoir sur son environnement, notamment sur les taux de fuite de méthane dans les panaches.

Un possible signe de vie

D’après ces modèles, même l’estimation la plus élevée possible de la production de méthane abiotique – sans aide biologique – basée sur la chimie hydrothermale connue est loin d’être suffisante pour expliquer la concentration de méthane mesurée dans les panaches par Cassini. L’ajout de la méthanogénèse biologique dans l’équation, en revanche, pourrait produire les quantités de méthane mesurées par la sonde.

«Nous ne concluons pas que la vie existe dans l’océan d’Encelade», prévient de suite Régis Ferriere «Nous voulions simplement comprendre à quel point il serait probable que les cheminées hydrothermales d’Encelade puissent être habitables par des micro-organismes semblables à la Terre. Selon nos modèles, en nous appuyant sur les données de Cassini, un tel environnement biologique pourrait être possible».

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Une vue en coupe d’Encelade illustrant une possible activité hydrothermale sur la base des résultats de la mission Cassini de la NASA. Crédits : NASA/JPL-Caltech

Naturellement, les concentrations de méthane mesurées par la sonde pourraient également s’expliquer par des processus géochimiques qui ne se produisent pas sur Terre.

Le méthane pourrait par exemple provenir de la décomposition chimique de la matière organique primordiale qui peut être présente dans le noyau d’Encelade et qui pourrait être partiellement transformée en dihydrogène, méthane et dioxyde de carbone par des processus hydrothermaux. Cette hypothèse pourrait tenir la route si nous savions qu’Encelade s’est formée en premier lieu par l’accrétion de matière riche en matière organique fournie par les comètes.