Les secrets de la coquille de glace d’Europe révélés par une étude radar de 13 ans
Image à la une : [Composite de la lune Europe de Jupiter avec superpositions de données radar ; crédit : NASA/JPL-Caltech/NSF/GBO]
Pendant 13 ans, des scientifiques ont envoyé des signaux radar sur Europe, la lune glacée de Jupiter, en utilisant deux des installations radio les plus puissantes de la Terre. Le résultat est le portrait radar au sol le plus détaillé jamais assemblé de la lune, et il confirme quelque chose de remarquable : la surface d’Europe réfléchit les ondes radio plus comme un miroir qu’un corps planétaire typique, une découverte qui renforce l’hypothèse d’un océan d’eau liquide caché sous la glace.
L’étude, présentée à la 248e réunion de l’American Astronomical Society en juin 2026, a utilisé le Goldstone Solar System Radar de la NASA en Californie comme émetteur et le Green Bank Telescope de la National Science Foundation en Virginie-Occidentale comme récepteur. La configuration bistatique a permis aux chercheurs de mesurer comment la surface glacée d’Europe réfléchit les signaux radar sur une large gamme d’orientations rotationnelles, offrant une couverture bien supérieure à la campagne précédente menée entre 1987 et 1991 à l’observatoire d’Arecibo, aujourd’hui effondré.
Trois résultats clés
L’équipe a rapporté trois résultats principaux. Premièrement, l’albédo radar d’Europe, ou brillance, est beaucoup plus élevé que celui des autres corps planétaires, cohérent avec les mesures de l’ère Arecibo. Deuxièmement, la surface glacée de la lune réfléchit les signaux radar de manière hautement spéculaire, comme un miroir, contrairement à la diffusion diffuse observée sur la plupart des objets du système solaire. Troisièmement, l’étude a confirmé l’effet d’opposition de rétrodiffusion cohérente, un phénomène qui produit une réflectance radar élevée lorsque les signaux traversent de la glace d’eau pure.
Ce troisième résultat a un poids particulier. L’effet de rétrodiffusion cohérente est une signature de glace d’eau extrêmement pure, et sa présence sur Europe, Ganymède et Callisto renforce les preuves que les trois lunes galiléennes abritent des océans d’eau liquide souterrains. Le signal radar rebondit effectivement sur l’interface glace-eau ou se diffuse de manière cohérente dans des grains de glace d’une pureté exceptionnelle.
« Les futures missions de science planétaire et de vol spatial, comme Europa Clipper de la NASA, pourraient bénéficier de ce type de science radar », a déclaré Will Armentrout du Green Bank Observatory, co-auteur de l’étude. « Alors que les capacités radar du Green Bank Telescope évoluent, avec de nouvelles technologies actuellement en développement, nous sommes impatients de fournir encore plus de capacités radar à la communauté scientifique. »
Ce qui se cache en dessous
Europe, légèrement plus petite que la Lune terrestre, a longtemps été considérée comme l’une des cibles les plus prometteuses dans la recherche de vie au-delà de la Terre. Son océan souterrain, confirmé par les données magnétométriques de la sonde Galileo entre 1995 et 2003, contient environ deux fois l’eau de tous les océans terrestres réunis.
La coquille de glace recouvrant cet océan a fait l’objet d’un débat intense pendant des décennies. Les estimations allaient de moins d’un kilomètre (0,5 mile) à des dizaines de kilomètres d’épaisseur. En janvier 2026, la mission Juno de la NASA a fourni la première mesure définitive : environ 29 kilomètres (18 miles) d’épaisseur moyenne, basée sur des données de radiomètre micro-ondes collectées lors du survol rapproché d’Europe par Juno en septembre 2022.
Steve Levin, scientifique du projet Juno au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a précisé que ce chiffre reflète la couche externe conductrice. « L’estimation de 18 miles concerne la couche externe froide, rigide et conductrice d’une coquille de glace d’eau pure », a-t-il déclaré. Si une couche convective interne plus chaude existe, la coquille totale serait plus épaisse. Si la glace contient du sel dissous modeste, l’épaisseur serait réduite d’environ 5 kilomètres (3 miles), bien dans l’incertitude de la mesure.
Juno a également détecté de petits diffuseurs dans la glace proche de la surface, des irrégularités telles que des fissures et des pores ne dépassant pas quelques centimètres de rayon, s’étendant jusqu’à des centaines de mètres de profondeur. Leur petite taille et leur faible profondeur suggèrent qu’ils sont peu susceptibles de servir de voies pour les nutriments voyageant entre la surface et l’océan en dessous, une contrainte importante pour évaluer l’habitabilité d’Europe.
Scott Bolton, chercheur principal de Juno au Southwest Research Institute, a souligné l’importance de ces résultats. « L’épaisseur de la coquille glacée d’Europe et l’existence de fissures ou de pores dans cette coquille sont deux pièces cruciales du puzzle pour comprendre l’habitabilité potentielle d’Europe », a-t-il déclaré. « Elles fournissent de nouvelles informations essentielles pour l’étude plus approfondie d’Europe par Europa Clipper de la NASA et Juice de l’Agence spatiale européenne, tous deux en route vers le système jovien. »
Clipper en route
Europa Clipper de la NASA, le plus grand vaisseau spatial planétaire jamais construit par l’agence, a été lancé en octobre 2024 et doit arriver à Jupiter en avril 2030. Sa campagne scientifique de quatre ans comprendra 49 survols d’Europe, avec des approches les plus proches descendant à seulement 25 kilomètres (16 miles) au-dessus de la surface.
Parmi ses neuf instruments se trouve REASON, le Radar for Europa Assessment and Sounding: Ocean to Near-surface. Construit par l’Institute for Geophysics de l’Université du Texas, REASON est équipé d’un radar pénétrant la glace à double fréquence capable de sonder de 300 mètres à 30 kilomètres de profondeur. Lors d’un survol d’assistance gravitationnelle de Mars en mars 2025, l’instrument a été testé avec succès, renvoyant 60 gigaoctets de données.
« Nous avons obtenu tout ce dont nous rêvions de ce survol », a déclaré Don Blankenship, chercheur principal de REASON. « L’objectif était de déterminer la préparation du radar pour la mission Europa, et cela a fonctionné. Chaque partie de l’instrument a prouvé qu’elle faisait exactement ce que nous voulions. »
L’étude Goldstone et Green Bank fournit un complément terrestre à la campagne radar orbitale de Clipper. Alors que REASON cartographiera la structure de la coquille de glace d’Europe directement depuis l’orbite, les données au sol offrent une base de référence à long terme remontant aux années 1980, permettant aux scientifiques de suivre les changements des propriétés de surface sur des décennies.
La mission Juice de l’ESA, lancée en avril 2023 et qui arrivera à Jupiter en juillet 2031, ajoutera deux survols rapprochés d’Europe et 12 survols de Callisto à la campagne, fournissant des sondages radar supplémentaires et des données compositionnelles depuis différentes perspectives orbitales.
Pourquoi Europe est importante
L’océan d’Europe est probablement liquide depuis environ quatre milliards d’années, maintenu par le réchauffement des marées dû à la puissante gravité de Jupiter. Cette longévité, combinée aux sources d’énergie chimique au fond de l’océan et à une surface qui peut fournir des oxydants dans la glace, en fait l’un des habitats les plus plausibles pour la vie extraterrestre dans le système solaire.
Les nouvelles données radar au sol ajoutent une pièce essentielle à ce tableau. De la glace d’eau pure en surface, une couche réfléchissante comme un miroir et une épaisseur de coquille désormais contrainte par des mesures directes aident les scientifiques à construire les modèles qu’ils testeront lorsque Clipper et Juice commenceront leurs campagnes scientifiques à la fin de la décennie.
Comme l’a dit Armentrout, le radar au sol ne remplace pas les missions orbitales, mais il les complète et peut fonctionner en continu pendant des décennies. Alors que Clipper est encore à quatre ans de Jupiter et que Juice suit une trajectoire encore plus longue, la campagne de 13 ans de Goldstone et Green Bank a donné aux scientifiques planétaires leur vue terrestre la plus précise des secrets d’Europe.
Traduit par Lydie