Europe est la plus petite et la moins massive des quatre lunes galiléennes de Jupiter, et elle est légèrement plus petite et moins massive que la Lune terrestre. En apparence, cela peut sembler banal. À l'intérieur, c'est tout autre chose : sous sa coquille de glace se cache un océan dont le volume est estimé à 3x10^18 mètres cubes — entre deux et trois fois le volume de tous les océans de la Terre réunis, dissimulé sous un monde à peine plus grand que notre propre satellite.
Cet océan caché explique pourquoi Europe figure toujours parmi les meilleures pistes pour la recherche d'une vie au-delà de la Terre. Rien à la surface ne semble vivant — elle est brillante, froide et fissurée — mais ce qui se trouve en dessous pousse les scientifiques à construire des sondes spécialement pour aller vérifier.
Europe a été découverte par Galilée le 8 janvier 1610, en même temps que les trois autres grandes lunes de Jupiter, Io, Ganymède et Callisto, et peut-être aussi, indépendamment, par l'astronome Simon Marius. Plus de quatre siècles plus tard, elle reste l'une des cibles les plus surveillées du Système solaire.
Une petite lune à l'orbite rapide et serrée
Europe orbite autour de Jupiter en environ 3,55 jours, à un rayon orbital d'environ 670 900 km — une boucle serrée et rapide comparée à la relation entre la Terre et le Soleil. Avec un diamètre d'un peu plus de 3 100 km, c'est la sixième plus grande lune et le quinzième plus grand objet de tout le Système solaire, une taille respectable mais loin d'être la plus grande des quatre lunes galiléennes de Jupiter.
Cette orbite rapide et rapprochée compte plus qu'il n'y paraît. C'est elle qui est à l'origine du flexionnement de marée qui maintient l'intérieur d'Europe suffisamment chaud pour permettre l'existence d'eau liquide — comprimée et étirée par la gravité de Jupiter à chaque tour de la planète.
Un océan plus grand que tous ceux de la Terre réunis
Europe possède une couche externe d'eau d'environ 100 km d'épaisseur, répartie entre une croûte gelée en surface et un océan liquide sous la glace. C'est cette couche liquide qui représente deux à trois fois le volume des océans terrestres — une quantité d'eau qui dépasse largement celle de notre propre planète, enveloppée dans une lune plus petite que la Lune.
Maintenir cet océan à l'état liquide à la distance d'Europe par rapport au Soleil demande une chaleur réelle, et la surface d'Europe montre bien à quel point peu de cette chaleur atteint l'extérieur : la température moyenne en surface est d'environ 110 K (-160 °C) à l'équateur et chute à seulement 50 K (-220 °C) aux pôles, assez froid pour que la croûte glacée reste aussi dure que du granit. Quelle que soit la chaleur qui entretient l'océan en dessous, elle provient du flexionnement de marée au plus profond de la lune, et non du Soleil.
La surface la plus lisse du Système solaire
La croûte glacée d'Europe a un albédo de 0,64, l'un des taux de réflectivité les plus élevés parmi les lunes, et d'après la fréquence des bombardements cométaires qu'elle subit, on estime que la surface n'a que 20 à 180 millions d'années — jeune à l'échelle planétaire. Cette surface est également dépourvue de grands reliefs comme des montagnes ou des cratères, ce qui fait d'Europe l'objet solide connu le plus lisse de tout le Système solaire.
Ces deux faits renvoient à la même cause sous-jacente : une surface active qui se renouvelle constamment, très probablement parce que la coquille de glace n'est pas rigidement fixée à ce qui se trouve en dessous. Une révolution complète de la coquille glacée externe d'Europe par rapport à son intérieur prend au moins 12 000 ans — une preuve directe que la coquille flotte en réalité de façon indépendante sur l'océan en dessous, plutôt que d'être liée au noyau rocheux d'Europe.
Les traînées sombres qui marquent la surface d'Europe, appelées lineae, racontent une histoire similaire. Les plus grandes de ces bandes mesurent plus de 20 km de large, souvent avec des bords extérieurs sombres et diffus, des stries régulières et une bande centrale de matière plus claire — des motifs cohérents avec une croûte qui se fracture et regèle à répétition à mesure qu'elle dérive.
Un voisinage hostile, mais une véritable atmosphère
Être aussi proche de Jupiter a un prix. Le niveau de rayonnement ionisant à la surface d'Europe équivaut à une dose quotidienne d'environ 5,4 sieverts, une quantité qui provoquerait une maladie grave, voire la mort, chez un être humain exposé pendant une seule journée de 24 heures. Tout futur atterrisseur devra être sérieusement blindé pour survivre assez longtemps pour recueillir des données.
Malgré cet environnement hostile, Europe conserve tout de même une véritable atmosphère, bien qu'extrêmement ténue : une couche d'oxygène qui s'étend jusqu'à environ 190 km au-dessus de la surface. Elle génère également sa propre petite magnétosphère, d'environ 25 % de la force de celle de sa voisine Ganymède — modeste, mais suffisante pour influencer la façon dont les particules chargées interagissent avec la lune.
Des signes d'eau qui percent la surface
La preuve la plus tentante de l'existence de l'océan d'Europe ne vient pas de ce qui se trouve sous la glace, mais de ce qui pourrait occasionnellement s'en échapper. En 2012, le télescope spatial Hubble a capturé une image interprétée comme un panache de vapeur d'eau jaillissant près du pôle sud d'Europe, estimé atteindre jusqu'à 200 km au-dessus de la surface. En mai 2018, des astronomes ont apporté un soutien supplémentaire à cette activité du panache, grâce à une nouvelle analyse des données de la sonde spatiale Galileo, qui avait orbité autour de Jupiter de 1995 à 2003 — une preuve dissimulée dans un ensemble de données vieux de plusieurs décennies qu'il a fallu de nouvelles techniques d'analyse pour révéler.
Galileo a elle-même une histoire remarquable : la sonde a été placée en orbite terrestre le 18 octobre 1989 par la navette spatiale Atlantis, et est arrivée à Jupiter le 7 décembre 1995, devenant ainsi la première sonde à orbiter autour d'une planète externe. Ses données sur Europe continuent d'être exploitées pour de nouvelles découvertes, plus de deux décennies après la fin de la mission.
Galileo n'a pas non plus été la première à observer Europe de près. L'exploration de la lune a commencé avec les survols de Jupiter par Pioneer 10 et 11 en 1973 et 1974, suivis par les deux sondes Voyager en 1979, qui ont fourni des images bien plus détaillées de la surface glacée d'Europe que tout ce qui avait été obtenu auparavant.
La prochaine mission est déjà en route
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Europa Clipper a été lancée le 14 octobre 2024 et constitue la plus grande sonde interplanétaire jamais construite par la NASA — une envergure qui reflète à quel point l'agence prend cette lune au sérieux. Elle doit entrer en orbite autour de Jupiter en avril 2030 et débuter une série de survols rapprochés d'Europe à partir de mars 2031, spécifiquement pour étudier la coquille de glace et l'océan qui se trouve en dessous.
Pour une lune dont la gravité de surface représente environ 13 % de celle de la Terre, Europe fait bien mieux que ce que sa taille laisserait penser sur le plan scientifique. Elle est plus petite que notre propre Lune, baignée dans un rayonnement mortel et prise dans un gel permanent en surface — et elle pourrait pourtant abriter la meilleure chance du Système solaire, après la Terre, de trouver de l'eau liquide capable de soutenir une forme de vie.