activité-aurorale-de-jupiter-révélée
Les aurores boréales continuent d’intriguer les scientifiques, que ces lumières brillantes soient présentes au-dessus de la Terre ou d’une autre planète. Ces lumières recèlent des indices sur la composition du champ magnétique d’une planète et sur son fonctionnement.

Elles recèlent des indices sur le champ magnétique

Peter Delamere, professeur de physique spatiale, fait partie d’une équipe internationale de 13 chercheurs qui ont fait une découverte-clé concernant les aurores de la plus grande planète de notre système solaire.
Ces recherches effectuées à l’aide d’un nouveau modèle magnétohydrodynamique global de la magnétosphère de Jupiter apportent des éléments de preuve à l’appui d’une idée précédemment controversée et critiquée que Delamere et le chercheur Fran Bagenal de l’Université du Colorado à Boulder ont avancée dans un article de 2010, à savoir que la calotte polaire de Jupiter est en partie constituée de lignes de champ magnétique fermées et non entièrement de lignes de champ magnétique ouvertes, comme c’est le cas pour la plupart des autres planètes de notre système solaire.
« En tant que communauté, nous avons tendance à polariser – soit ouvert, soit fermé – et nous ne pouvions pas imaginer une solution où il y aurait un peu des deux », a déclaré Delamere, qui étudie Jupiter depuis 2000. « Pourtant, avec le recul, c’est exactement ce que l’aurore nous révélait ». Les lignes ouvertes sont celles qui proviennent d’une planète mais qui s’éloignent dans l’espace, loin du Soleil, au lieu de se reconnecter avec un endroit correspondant dans l’hémisphère opposé.
Sur Terre, par exemple, les aurores apparaissent sur des lignes fermées autour d’une zone appelée « ovale auroral ». Il s’agit d’un anneau de haute latitude situé près de chaque extrémité de l’axe magnétique de la Terre, mais pas à cette extrémité.
À l’intérieur de cet anneau, sur la Terre, et comme sur d’autres planètes de notre système solaire, se trouve une zone vide appelée la calotte polaire. C’est un endroit où les lignes de champ magnétique s’écoulent sans être reliées entre elles, et où les aurores boréales apparaissent rarement pour cette raison. Pensez-y comme à un circuit électrique incomplet dans votre maison : pas de circuit complet, pas de lumières.

Ils ont utilisé une modélisation informatique

Jupiter, en revanche, possède une calotte polaire dans laquelle les aurores sont éblouissantes. Cela a intrigué les scientifiques. Le problème, selon M. Delamere, est que les chercheurs étaient tellement centrés sur la Terre dans leur réflexion sur Jupiter en raison de ce qu’ils avaient appris sur les champs magnétiques de la Terre.
L’arrivée sur Jupiter de la sonde Juno de la NASA en juillet 2016 a fourni des images de la calotte polaire et des aurores. Mais ces images, ainsi que certaines capturées par le télescope spatial Hubble, ne pouvaient pas résoudre ce désaccord entre les scientifiques sur les lignes ouvertes par rapport aux lignes fermées.
Delamere et le reste de l’équipe de recherche ont donc eu recours à la modélisation informatique pour les aider. Leurs recherches ont révélé une région polaire largement fermée avec une petite zone de flux ouverte en forme de croissant, représentant seulement environ 9 % de la région de la calotte polaire. Le reste était occupé par des aurores, ce qui signifie que les lignes de champ magnétique étaient fermées. Il s’avère que Jupiter possède un mélange de lignes ouvertes et fermées dans ses calottes polaires.
« Il n’y avait pas de modèle ou de compréhension permettant d’expliquer comment on pouvait avoir un croissant de flux ouvert comme celui produit par cette simulation », a-t-il déclaré. « Cela ne m’a jamais effleuré l’esprit. Je ne pense pas que quiconque dans la communauté aurait pu imaginer cette solution. Pourtant, cette simulation l’a produite. Pour moi, c’est un changement de paradigme majeur pour la façon dont nous comprenons les magnétosphères ».

Qu’est-ce que cela révèle d’autre ?

« Cela soulève de nombreuses questions sur la façon dont le vent solaire interagit avec la magnétosphère de Jupiter et influence sa dynamique », a déclaré Delamere.
L’activité aurorale de la calotte polaire de Jupiter pourrait, par exemple, être due à la rapidité de la rotation de cette planète – une fois toutes les 10 heures contre une fois toutes les 24 heures pour la Terre – et à l’énormité de sa magnétosphère. Ces deux facteurs réduisent l’impact du vent solaire, ce qui signifie que les lignes de champ magnétique de la calotte polaire sont moins susceptibles d’être déchirées pour devenir des lignes ouvertes.
Et dans quelle mesure Io, la lune de Jupiter, affecte-t-elle les lignes magnétiques de la calotte polaire de Jupiter ? Io est liée électrodynamiquement à Jupiter, ce qui est unique dans notre système solaire, et en tant que telle, elle est constamment dépouillée de ses ions lourds par sa planète mère.
Comme le note l’article, « le jury n’est pas encore fixé sur la structure magnétique de la magnétosphère de Jupiter et sur ce que ses aurores nous disent exactement sur sa topologie ».
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : University of Alaska Fairbanks
Crédit photo : Rawpixel

martinEspace
Les aurores boréales continuent d'intriguer les scientifiques, que ces lumières brillantes soient présentes au-dessus de la Terre ou d'une autre planète. Ces lumières recèlent des indices sur la composition du champ magnétique d'une planète et sur son fonctionnement. Elles recèlent des indices sur le champ magnétique Peter Delamere, professeur de physique...