La naissance des mystérieuses tempêtes aurorales de Jupiter a été observée pour la première fois (vidéo)

Tout comme la Terre a des aurores spectaculaires, les autres planètes du système solaire ont également leurs propres versions du spectacle de lumière atmosphérique.

Jupiter, en fait, possède les aurores les plus puissantes du système solaire – invisibles à nos yeux, mais brillantes dans les longueurs d’onde ultraviolettes.

Parce que Jupiter est si complètement différent de la Terre, les scientifiques sont profondément investis dans l’apprentissage de ce qui motive ces incroyables phénomènes atmosphériques – et ils viennent d’avoir un nouvel indice. Grâce à l’orbiteur Juno, nous avons maintenant observé pour la première fois le début de la mystérieuse tempête aurorale aurorale de Jupiter.

Les aurores de Jupiter sont produites par une pluie constante d’électrons de haute énergie, principalement extraits de l’atmosphère d’ Io . Ceux-ci sont accélérés le long des lignes de champ magnétique jusqu’aux pôles de Jupiter, où ils tombent dans la haute atmosphère et interagissent avec les gaz pour produire une lueur.

Ceci est différent des aurores boréales de la Terre, qui sont produites par des particules du vent solaire. Contrairement aux aurores de la Terre, les aurores de Jupiter sont permanentes et peuvent se comporter de manière très différente.

L’un de ces comportements est la tempête de l’aube – un éclaircissement et un élargissement intenses de l’aurore à l’aube, observé pour la première fois en 1994. Cependant, ces tempêtes à l’aube commencent du côté nuit du pôle, et nous n’avions jamais pu les voir se former. jusqu’à ce que la sonde Juno de la NASA arrive sur les lieux.

« L’observation de l’aurore de Jupiter depuis la Terre ne permet pas de voir au-delà du limbe, du côté nuit des pôles de Jupiter », a  expliqué l’astronome Bertrand Bonfond  de l’Université de Liège en Belgique.

« Les explorations effectuées par d’autres vaisseaux spatiaux – Voyager, Galileo, Cassini – se sont déroulées à des distances relativement importantes et n’ont pas survolé les pôles, de sorte qu’ils ne pouvaient pas voir l’image complète. C’est pourquoi les données Juno changent la donne, nous permettant de mieux compréhension de ce qui se passe du côté de la nuit, là où naissent les tempêtes de l’aube. « 

Les tempêtes de l’aube sont vraiment quelque chose. Ils commencent du côté nocturne de la planète, tournant pour apparaître à l’aube, transformant l’aurore de Jupiter en une balise ultraviolette flamboyante, émettant des centaines à des milliers de gigawatts de lumière – au moins 10 fois plus d’énergie que l’aurore jovienne habituelle. Ils persistent pendant quelques heures avant de retomber dans des niveaux d’énergie plus normaux.

Parce que les deux planètes ont de telles différences entre leurs aurores, le processus qui génère la tempête de l’aube devrait être différent de tous les processus observés dans les aurores boréales de la Terre. Étonnamment, cependant, les données du spectrographe ultraviolet de Juno semblaient étrangement familières.

«Quand nous avons regardé toute la séquence de la tempête de l’aube, nous n’avons pas pu nous empêcher de remarquer que les aurores de la tempête de l’aube à Jupiter sont très similaires à un type d’aurores terrestres appelées sous-tempêtes», a déclaré l’astronome Zhonghua Yao de l’Université de Liège.

Les sous-tempêtes aurorales de la Terre sont incroyables à voir. Ils se produisent lorsque la magnétosphère terrestre est perturbée par des courants électriques, entraînant une libération explosive d’énergie dans l’ionosphère. Là, l’énergie est dissipée sous la forme d’une aurore complexe et dansante qui peut durer plusieurs heures.

Les sous-tempêtes sont fortement influencées par le vent solaire et l’orientation du champ magnétique interplanétaire. Mais la magnétosphère terrestre est dominée par les interactions avec le vent solaire; Jupiter est rempli de plasma dépouillé d’Io, qui est contrôlé par l’emplacement de la planète.

Selon l’analyse de l’équipe, les tempêtes aurorales de Jupiter à l’aube sont influencées par un déversement excessif de plasma d’Io, plutôt que par le vent solaire; mais le résultat est le même, une perturbation de la magnétosphère entraînant une libération explosive d’énergie.

Dans les deux cas, une accumulation de plasma et d’énergie augmente progressivement l’instabilité du système jusqu’au boom – tempête aurorale.

Cela ne peut qu’accroître notre compréhension des processus auroraux sur les deux planètes, et pourrait nous aider à mieux comprendre les aurores sur d’autres corps à l’avenir – y compris les naines brunes, qui ont des aurores suffisamment puissantes pour détecter à travers l’espace interstellaire, même lorsqu’elles sont loin d’être proches d’un Star.

« Bien que le » moteur « des aurores sur Terre et Jupiter soit très différent, montrer pour la première fois les liens entre les deux systèmes nous permet d’identifier les phénomènes universels et de les distinguer des particularités relatives à chaque planète », a déclaré Yao .

« Les magnétosphères de la Terre et de Jupiter emmagasinent de l’énergie à travers des mécanismes très différents, mais lorsque cette accumulation atteint un point de rupture, les deux systèmes libèrent cette énergie de manière explosive d’une manière étonnamment similaire. »

La recherche a été publiée dans AGU Advances .

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