gov-civil-vilareal.ptLe mystère des aurores de Jupiter enfin résolu – et la Terre a plus en commun avec elles que nous ne le pensions
>Jupiter s'illumine d'une manière qui pourrait rivaliser avec la plupart des parcs à thème après le crépuscule (sans parler des aurores terrestres) - mais que se cache-t-il derrière cette sorcellerie ? Plasma.
Les fantastiques éruptions de rayons X des aurores de Jupiter ont des points communs avec les aurores boréales de notre propre planète. Ils sont tous deux déclenchés par des lignes de champ magnétique vibrantes, sauf que Jupiter libère suffisamment d'énergie pour alimenter temporairement toute la civilisation humaine. Contrairement à la version terrestre du phénomène, ceux de Jupiter sont également invisibles pour nous car ils ne brillent qu'en rayonnement X. Ceux-ci avaient quelque chose à voir avec le champ magnétique. Maintenant on sait quoi .
Co-dirigée par les planétologues Zhonghua Yao de l'Académie chinoise des sciences et Wiliam Dunn de l'University College London, une équipe de chercheurs l'a finalement appelé dans une étude récemment publiée dans Avancées scientifiques. Ce que l'on savait auparavant, c'est que les aurores se sont produites lorsque des ions sont entrés en collision avec l'atmosphère jovienne, et qu'il y a du plasma parmi ses lignes de champ magnétique. Yao a découvert que ces ions s'écrasent dans l'atmosphère et libèrent des ions sous forme de rayons X lorsque ces lignes de champ magnétique déclenchent des ondes dans le plasma.
La question clé était de savoir ce qui pouvait périodiquement forcer les ions à s'écraser dans l'atmosphère de Jupiter, a déclaré Yao à SYFY WIRE. Puis la question est devenue : comment les ondes de compression et les précipitations d'ions sont-elles liées ? Les ondes cyclotron ioniques électromagnétiques constituent une connexion idéale avec la physique théorique des plasmas.
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Sauvegardez juste une seconde. Nous aborderons les ondes cyclotron à ions électromagnétiques dans un instant. Mais d'abord, les observations.
Yao et son équipe ont utilisé les données de la sonde Jupiter Juno et de l'observatoire spatial XMM-Newton pour comprendre la science derrière ces phénomènes presque de science-fiction. XMM-Newton est l'un des observatoires à rayons X les plus avancés du marché. Il peut détecter le nombre de rayons X émis par les pôles de Jupiter assez rapidement pour révéler les détails des variations de ces émissions sur de courtes périodes de temps. La fréquence à laquelle les rayons X ont pulsé était un indice qui conduirait finalement à la réponse. Les ondes électromagnétiques plasma ou les ondes magentohydrodynamiques se déplacent le long de la ligne de champ magnétique en quelques dizaines de minutes.
En continuant à comparer les pulsations des aurores X avec les vibrations magnétiques, nous commencerons à savoir si l'ensemble de la magnétosphère de Jupiter vibre dans le temps ou si cela varie d'un endroit à l'autre, dit Dunn.
Crédit image : Rayons X : NASA/CXC/UCL/W.Dunn et al, Optique : Pôle Sud : Crédits : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt /Seán Doran Pôle Nord Crédit : NASA/JPL-Caltech /SwRI/MSSS
Toutes les perturbations du champ magnétique ont été prises en compte et l'équipe s'est rendu compte que les ondes magentohydrodynamiques qu'elles examinaient s'alignaient sur les impulsions des rayons X. Il s'agissait d'ondes magentohydrodynamiques comprimées. Ils fonctionnaient comme ondes de compression , qui subissent des vibrations parallèles à la direction dans laquelle ils se déplacent, et ne peuvent se propager que dans un milieu (la matière dans l'espace entre les deux), qui était le plasma. Le périodicités , ou des occurrences répétées d'un phénomène au cours de certaines périodes de temps, vérifiées à la fois dans les observations XMM-Newton et Juno. C'était la preuve nécessaire pour créer des modèles informatiques de ce qui se passait.
Les périodicités cohérentes entre les ondes de compression mesurées par Juno et les pulsations de rayons X mesurées par XMM-Newton sont la preuve clé, dit Yao. Au cours des 26 heures d'observations continues de rayons X, il y avait trois intervalles où les deux ensembles de données étaient disponibles. La périodicité cohérente est extrêmement peu probable une coïncidence.
Étonnamment, les aurores de Jupiter sont plus proches de celles de la Terre que nous ne le pensions. Les aurores sur notre propre planète subissent un processus semblable à ce qui se passe sur Jupiter. Lorsque le vent solaire souffle des particules chargées, elles se heurtent également à notre champ magnétique et se dirigent vers les pôles comme si elles chevauchaient des montagnes russes cosmiques. Ils se brisent ensuite dans les molécules atmosphériques qui deviennent ionisé en gagnant ou en perdant des électrons et déclencher un spectacle de lumière spectaculaire. Sur Jupiter, les aurores sont plus intenses, comme en permanente. En effet, les particules proviennent du dioxyde de soufre volcanique de sa lune Io en éruption constante au lieu du Soleil.
Maintenant à propos de ondes électromagnétiques cyclotron ioniques (EMIC) qui ont également un lien avec les aurores sur Terre. UNE cyclotron se forme lorsqu'un champ électrique alternatif accélère des particules chargées, qui tournent en même temps autour d'une trajectoire en spirale ou circulaire dans le champ magnétique. Ces ondes se trouvent dans les plasmas magnétisés et libèrent de l'énergie électromagnétique à proximité du cyclotron le plus proche. Yao a hâte d'utiliser ces connaissances dans de futures enquêtes sur d'autres planètes et lunes.
Saturne, Uranus et Neptune peuvent tous générer des ondes de compression systématiques, modulant les distributions d'ions, excitant des ondes cyclotron ioniques électromagnétiques qui pourraient disperser les ions pour précipiter dans les atmosphères planétaires », dit-il. « Les activités volcaniques ne sont pas non plus les seuls processus pouvant générer des ions lourds. Les grands panaches de vapeur d'eau sur la lune de Saturne Encelade produisent des ions du groupe eau qui ne sont pas si différents des ions volcaniques.
Le fait est que les ions de la magnétosphère de Jupiter sont beaucoup plus énergétiques que ceux trouvés dans les magnétosphères d'autres corps, alors ne vous attendez pas à une escapade lumineuse entière. D'autres géantes gazeuses comme Saturne pourraient même ne pas produire d'aurores à rayons X. Pourtant, c'est un regard fascinant sur la façon dont les effets spéciaux sont créés dans l'espace.
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Les impulsions aurorales de Jupiter sont-elles la signature d'un processus global ou juste un petit processus localisé observé dans les endroits que Juno a explorés jusqu'à présent ? Nous ne savons pas encore, dit Dunn. Alors que Juno explore de plus en plus l'environnement autour de Jupiter, nous espérons pouvoir répondre à cette question.
