Un océan découvert sous la surface de Mimas, petit satellite de Saturne

Même s’il porte le nom d’un géant de la mythologie grecque, Mimas n’est qu’un satellite de Saturne assez petit avec ses 200 kilomètres de rayon. Sur les images que l’on a de l’astre apparaît une boule de glace cratérisée à l’extrême, dont la surface grêlée semble ne pas avoir changé depuis la nuit des temps. En apparence un astre mort, mais les apparences sont parfois trompeuses. Car, sous la croûte gelée, dans les tréfonds obscurs de cette lune saturnienne, une activité complexe a conduit à l’apparition d’un océan souterrain il y a moins de vingt-cinq millions d’années – soit récemment, à l’échelle des temps astronomiques, puisque le Système solaire compte plus de 4,5 milliards d’années.
Publiée dans la revue hebdomadaire Nature, mercredi 7 février, cette découverte est le fruit du long travail d’analyse d’une équipe internationale emmenée par des chercheurs de l’Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (IMCCE), une entité appartenant à l’Observatoire de Paris-PSL. Plus que d’une découverte, les puristes de la langue parleraient d’une mise en évidence, d’une complexe démonstration en deux étapes séparées par une décennie.
Retournons donc dix ans en arrière pour nous référer à un article, publié par la revue Science en 2014, de ce qui était peu ou prou la même équipe. A l’époque, ces chercheurs se demandaient comment déterminer la structure interne de Mimas. Pour y parvenir, « nous sommes revenus aux fondamentaux : la mécanique céleste et les lois de Newton », se remémore Valéry Lainey, astronome à l’IMCCE et premier auteur de l’étude de Nature. Les seuls indices à la disposition des scientifiques étaient les clichés pris par la sonde spatiale Cassini de la NASA qui, entre 2004 et 2017, a inlassablement exploré le système saturnien.
Cela suffisait pour étudier finement la rotation de Mimas et les petites oscillations que l’on y détecte. Pour les expliquer, l’article de 2014 avait émis deux hypothèses : soit le satellite possédait un noyau rocheux en forme de ballon de rugby, soit sa coquille de glace glissait sur un océan interne.
« Nous étions frustrés de ne pas savoir, admet M. Lainey. L’écrasante majorité des scientifiques étaient convaincus que Mimas était froid, gelé, inhabitable, qu’il n’y avait pas d’océan liquide. » Mais une conviction ne fait pas une démonstration. « Nous avons cherché une solution pour discriminer les deux scénarios », poursuit l’astronome de l’IMCCE. En décidant d’étudier non plus la rotation de la lune mais les subtilités de son mouvement orbital, toujours grâce aux données de Cassini, en l’occurrence des dizaines de milliers d’images.
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