Peut-il y avoir de la vie sur Encelade ou sur Titan ?
Aucune forme de vie n'a été découverte sur Encelade ou sur Titan, mais ces deux lunes comptent parmi les meilleurs endroits du Système solaire pour la chercher. Encelade abrite un océan global d'eau liquide salée qui, d'après Cassini, renferme une source d'énergie chimique et la plupart des ingrédients clés de la vie, phosphore compris. Titan possède un profond océan d'eau sous sa croûte et, en surface, des lacs de méthane et d'éthane liquides riches en molécules organiques, un milieu où une éventuelle vie devrait être très différente de la nôtre.
Sommaire
Ce dont la vie a besoin
Les exobiologistes résument généralement les conditions nécessaires à la vie telle que nous la connaissons en trois points :
- Un solvant liquide, en général de l'eau liquide, où les molécules peuvent se dissoudre, se rencontrer et réagir.
- Une source d'énergie, comme la lumière solaire ou des réactions chimiques entre substances hors d'équilibre.
- Les bons ingrédients chimiques, notamment le carbone, l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, le phosphore et le soufre, souvent abrégés en CHNOPS.
S'y ajoute le temps : un milieu doit rester stable assez longtemps pour que la vie apparaisse et se maintienne. Un monde qui remplit toutes ces conditions est dit habitable, ce qui ne veut pas dire habité. La Terre est le seul monde où l'on sait que ces conditions ont donné naissance à la vie.
Sur Saturne elle-même, rien de tout cela ne s'applique : la planète n'a pas de surface solide et ses pressions sont écrasantes, comme l'explique la page peut-on vivre sur Saturne. La recherche se tourne donc vers ses lunes.
Encelade : un océan habitable ?
Encelade ne mesure qu'environ 504 km, et pourtant elle coche plus de cases que presque tout autre lieu connu hors de la Terre.
L'eau liquide
Cassini a montré que les geysers du pôle Sud proviennent d'un océan souterrain global. Sa présence est confirmée par le léger balancement de la lune, qui exige une couche liquide entre la coquille de glace et le noyau rocheux. Cet océan est salé, du chlorure de sodium ayant été détecté dans les grains de glace des panaches, et son pH serait basique.
L'énergie
Des nanoparticules de silice repérées dans l'anneau E de Saturne témoignent d'interactions entre l'eau et de la roche chaude, probablement à plus de 90 °C, au fond de l'océan. En 2017, le spectromètre de masse de Cassini a détecté de l'hydrogène moléculaire (H₂) dans le panache. Sur Terre, des microbes appelés méthanogènes tirent leur énergie de la combinaison de l'hydrogène et du dioxyde de carbone, qui produit du méthane. Les deux ingrédients étant présents à Encelade, ce type de métabolisme y serait en principe possible. Une étude de modélisation de 2021 a avancé que la quantité de méthane du panache s'explique mal sans une contribution biologique, mais d'autres processus non biologiques pourraient aussi la produire, et la question reste ouverte.
Les ingrédients
Le carbone, l'hydrogène, l'azote et l'oxygène ont été détectés sous de nombreuses formes, y compris des molécules organiques complexes signalées en 2018. Le phosphore, souvent considéré comme le plus limitant, a été détecté sous forme de phosphates en 2023 (Postberg et al., Nature), à des concentrations qui semblent relativement élevées. Le soufre a été plus difficile à confirmer et fait encore l'objet de recherches. Mis bout à bout, ces résultats rendent l'océan d'Encelade habitable selon les critères terrestres, mais ne disent rien de la présence effective de la vie.
Les inconnues
De grandes questions demeurent. Quel âge a l'océan ? S'il n'existe que depuis quelques dizaines de millions d'années, la vie n'a peut-être pas eu le temps d'émerger. Depuis combien de temps dure l'activité hydrothermale ? Les molécules organiques sont-elles d'origine géologique ou biologique ? Les instruments de Cassini n'étaient pas conçus pour y répondre, d'où l'étude de nouvelles missions.
Titan : deux habitats possibles
Titan offre deux environnements très différents.
Les mers de surface
Les lacs et mers de méthane et d'éthane de Titan sont les seuls liquides de surface stables connus en dehors des océans terrestres. L'atmosphère de Titan produit une profusion de molécules organiques, et en 2017 l'observatoire ALMA y a détecté de l'acrylonitrile (cyanure de vinyle), une molécule qui, en théorie, pourrait former des structures semblables à des membranes dans le méthane liquide. Des études ultérieures ont mis en doute la possibilité de telles structures : l'idée reste spéculative.
Une vie dans ces mers devrait se passer d'eau liquide, à environ -179 °C, avec une chimie bien plus lente que sur Terre. Certains chercheurs ont évoqué de possibles indices chimiques, comme un apparent déficit d'hydrogène près de la surface, mais ce ne sont pas des preuves de vie et d'autres explications existent.
L'océan caché
Les mesures de Cassini sur la déformation de Titan sous l'effet des marées de Saturne, publiées en 2012, ont montré que la lune est trop déformable pour être entièrement solide : un océan d'eau, probablement salé, se trouverait sous sa croûte de glace. Il pourrait être séparé du noyau rocheux par une couche de glace de haute pression, ce qui limiterait l'apport de minéraux et d'énergie. Cet océan est trop profond pour être échantillonné avec les technologies actuelles.
Les missions à venir
Dragonfly, un giravion atterrisseur à propulsion nucléaire de la NASA, doit être lancé en juillet 2028 et atteindre Titan en 2034. Il volera de site en site près des dunes équatoriales et du cratère d'impact Selk, où de l'eau fondue a pu autrefois se mêler à la matière organique, pour analyser la chimie de la surface en quête d'indices sur la chimie prébiotique. Il n'est pas conçu pour détecter la vie directement, mais pour comprendre jusqu'où la chimie a pu progresser dans cette direction.
Pour Encelade, l'exercice décennal américain de 2022 en sciences planétaires a recommandé une mission phare, Enceladus Orbilander, qui se mettrait en orbite autour de la lune, échantillonnerait ses panaches puis s'y poserait. L'ESA, de son côté, a choisi les lunes des planètes géantes comme thème d'une future grande mission de son programme Voyage 2050, avec Encelade pour cible privilégiée. Aucune de ces missions ne devrait partir avant la fin des années 2030 ou les années 2040. Plus de détails dans la page sur les futures missions vers Saturne.
Questions fréquentes
Y a-t-il de la vie sur Encelade ?
Aucune vie n'a été détectée. Encelade possède un océan global salé doté d'énergie chimique et d'ingrédients clés de la vie, ce qui la rend habitable selon les critères terrestres, mais on ignore si la vie y existe.
La vie pourrait-elle exister sur Titan ?
Peut-être, mais rien n'est certain. Elle pourrait en théorie exister dans l'océan d'eau souterrain de Titan ou, de façon bien plus spéculative, dans ses lacs de méthane et d'éthane, où elle reposerait sur une chimie très différente de la nôtre.
Qu'a trouvé Cassini qui suggère qu'Encelade est habitable ?
Un océan global, des sels, de la silice issue d'une activité hydrothermale, de l'hydrogène moléculaire pouvant fournir de l'énergie, des molécules organiques complexes et des phosphates.
Dragonfly cherchera-t-il la vie sur Titan ?
Dragonfly étudiera la chimie de la surface de Titan pour comprendre jusqu'où la chimie prébiotique a progressé. Il n'est pas conçu pour détecter la vie directement. Son lancement est prévu en juillet 2028, pour une arrivée en 2034.
Sources
- NASA Science : Encelade
- NASA Science : Titan
- Postberg, F. et al., « Detection of phosphates originating from Enceladus's ocean », Nature 618 (2023)
- Waite, J. H. et al., « Cassini finds molecular hydrogen in the Enceladus plume: evidence for hydrothermal processes », Science 356 (2017)
- Iess, L. et al., « The tides of Titan », Science 337 (2012)