Vue de la surface glacée de Ganymède

La plus grosse lune de Jupiter, Ganymède, abrite sous sa croûte glacée le plus grand océan d’eau liquide du Système solaire. Le télescope spatial James Webb révèle de nouveaux détails sur la texture et la nature des constituants de surface. Ce qui permettra de comprendre la formation et la composition interne de cette lune.

Les spectres obtenus aux longueurs d’onde infrarouges par les instruments NIRSpec* et MIRI** du télescope confirment que la surface de Ganymède est assez rugueuse et que ses premiers micromètres d’épaisseur sont globalement poreux et principalement constitués de glace d’eau cristalline. Quant aux régions polaires, elles sont recouvertes de davantage de glace d’eau, notamment sous forme amorphe, une phase dans laquelle les molécules de H2O sont désordonnées.

Ces propriétés particulières de la glace polaire pourraient s’expliquer par le bombardement de particules en provenance de la magnétosphère de Jupiter, plus intense aux pôles qu’à l’équateur en raison du champ magnétique de Ganymède. Ce bombardement provoque également la décomposition de H2O et la formation de nouvelles molécules, comme le peroxyde d’hydrogène (H2O2), détecté pour la première fois dans les régions polaires. Sur la face arrière de Ganymède, les terrains situés au bord du levant semblent recouverts d’un givre matinal qui se sublime au cours de la journée. Enfin, du dioxyde de carbone (CO2) semble être piégé à la surface dans des minéraux ou des sels, aux basses latitudes, et dans de la glace d’eau, aux hautes latitudes. Il pourrait être produit vraisemblablement par la décomposition de molécules organiques.

Malgré les faibles températures qui y règnent, entre -180 et -110°C, et l’absence d’une atmosphère épaisse, la surface de Ganymède connaît donc des transformations chimiques et peut-être des variations diurnes. Ces nouvelles informations contribueront à optimiser les opérations de la sonde spatiale JUICE, de l’ESA, qui arrivera en orbite autour de cette lune en 2034.

Les laboratoires CNRS impliqués dans cette étude sont l'Institut de planétologie et d'astrophysique de Grenoble (IPAG - OSUG) et le Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA - ObsP).