Une nouvelle recherche révèle le secret de la curieuse activité aurore de Jupiter – Technoguide

Les expositions aurorales continuent d’intriguer les scientifiques, que les lumières brillantes brillent au-dessus de la Terre ou d’une autre planète. Les lumières détiennent des indices sur la composition du champ magnétique d’une planète et sur son fonctionnement.

Une nouvelle recherche sur Jupiter prouve ce point – et ajoute à l’intrigue.

Peter Delamere, professeur de physique spatiale à l’Institut géophysique de l’Université d’Alaska Fairbanks, fait partie d’une équipe internationale de 13 chercheurs qui ont fait une découverte clé liée aux aurores de la plus grande planète de notre système solaire.

Les travaux de l’équipe ont été publiés le 9 avril 2021 dans la revue Science Advances. Le document de recherche, intitulé «Comment la topologie magnétosphérique inhabituelle de Jupiter structure ses aurores», a été rédigé par Binzheng Zhang du Département des sciences de la Terre de l’Université de Hong Kong; Delamere est le co-auteur principal.

La recherche effectuée avec un modèle magnétohydrodynamique mondial nouvellement développé de la magnétosphère de Jupiter fournit des preuves 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 avancé dans un article de 2010 – que la calotte polaire de Jupiter est filetée en partie avec des lignes de champ magnétique fermées plutôt que entièrement avec des lignes de champ magnétique ouvertes, comme c’est le cas avec la plupart des autres planètes de notre système solaire.

«En tant que communauté, nous avons tendance à nous polariser – soit ouverte soit fermée – et nous ne pouvions pas imaginer une solution où ce serait 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 émanent d’une planète mais qui traînent dans l’espace loin du soleil au lieu de se reconnecter avec un emplacement correspondant dans l’hémisphère opposé.

Sur Terre, par exemple, l’aurore apparaît sur des lignes de champ fermées autour d’une zone appelée ovale auroral. C’est l’anneau des hautes latitudes près de – mais pas à – chaque extrémité de l’axe magnétique de la Terre.

À l’intérieur de cet anneau sur Terre, cependant, et comme avec certaines autres planètes de notre système solaire, se trouve un endroit vide appelé calotte polaire. C’est un endroit où les lignes de champ magnétique sortent sans connexion – et où les aurores apparaissent rarement à cause de cela. Pensez-y comme un circuit électrique incomplet dans votre maison: pas de circuit complet, pas de lumières.

Jupiter, cependant, a une calotte polaire dans laquelle l’éblouissement de l’aurore. Cela a dérouté les scientifiques.

Le problème, a déclaré 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 à Jupiter du vaisseau spatial Juno de la NASA en juillet 2016 a fourni des images de la calotte polaire et de l’aurore. Mais ces images, ainsi que certaines capturées par le télescope spatial Hubble, n’ont pas pu résoudre le désaccord entre les scientifiques sur les lignes ouvertes par rapport aux lignes fermées.

Delamere et le reste de l’équipe de recherche ont donc utilisé la modélisation informatique pour obtenir de l’aide. Leurs recherches ont révélé une région polaire largement fermée avec une petite zone de flux ouvert en forme de croissant, ne représentant qu’environ 9% de la région de la calotte polaire. Le reste était actif avec des aurores, signifiant des lignes de champ magnétique fermées.

Il s’avère que Jupiter possède un mélange de lignes ouvertes et fermées dans ses calottes polaires.

“Il n’y avait aucun modèle ou aucune compréhension pour expliquer comment vous pourriez avoir un croissant de flux ouvert comme le produit cette simulation”, a-t-il déclaré. “Cela ne m’est même jamais venu à 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 dans la façon dont nous comprenons les magnétosphères.”

Qu’est-ce que cela révèle d’autre? Plus de travail pour les chercheurs.

“Cela soulève de nombreuses questions sur la façon dont le vent solaire interagit avec la magnétosphère de Jupiter et influence la dynamique”, a déclaré Delamere.

La calotte polaire auroralement active de Jupiter pourrait, par exemple, être due à la rapidité de la rotation de la planète – une fois toutes les 10 heures par rapport à la Terre une fois toutes les 24 heures – et à l’énormité de sa magnétosphère. Les deux 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 la lune de Jupiter affecte-t-elle les lignes magnétiques à l’intérieur de la calotte polaire de Jupiter? Io est lié électrodynamiquement à Jupiter, quelque chose d’unique dans notre système solaire, et en tant que tel est constamment dépouillé d’ions lourds par sa planète mère.

Comme le note l’article, “Le jury est toujours sur la structure magnétique de la magnétosphère de Jupiter et ce que son aurore nous dit exactement sur sa topologie.”

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