Selon une nouvelle étude par des chercheurs de l’Université de Leicester, publiée début janvier 2022 dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics, les aurores de Jupiter sont causées par un « bras de fer » cosmique généré par les volcans situés Io, la lune la plus proche de la planète.
La sonde Juno de la NASA et le télescope spatial Hubble ont fourni de nouvelles preuves montrant que la rotation rapide de Jupiter et l’émission de soufre et d’oxygène par les volcans sur Io créent un système de courants électriques qui génère les puissantes aurores observées autour des pôles de Jupiter.
La taille de Jupiter est plus de 11 fois supérieure à celle de la Terre. La planète effectue une rotation environ toutes les 9 heures 30 minutes. En orbite autour de Jupiter, à une distance moyenne d’environ 422 000 kilomètres, Io compte plus de 400 volcans actifs, qui projettent de la lave à des dizaines de kilomètres de hauteur. Ces émissions retombent dans l’orbite de Jupiter où elles deviennent du plasma, un matériau chargé électriquement.
Le Magnetic Field Investigation à bord de Juno, qui mesure le champ magnétique de Jupiter depuis l’orbite de la sonde spatiale, offre une vue détaillée de l’environnement plasmatique externe de Jupiter et des courants électriques qui le traversent. De son côté, le spectrographe d’imagerie de Hubble mesure la luminosité des aurores de Jupiter.
Les résultats obtenus sur le processus qui gère les aurores de Jupiter montrent l’intérêt de combiner les observations du télescope Hubble avec les mesures de la sonde Juno. Les images fournies par Hubble donnent une vue globale, tandis que Juno effectue des observations de proximité.
La rotation rapide de Jupiter repousse la plus grande partie des matériaux en provenance de lo, et à mesure que ces matériaux sont repoussés vers l’extérieur, leur vitesse de rotation ralentit. Cependant, Jupiter tente de maintenir ces matériaux dans sa propre vitesse de rotation via des courants électriques circulant dans la haute atmosphère et la magnétosphère de la planète. Cette situation crée une sorte de bras de fer électromagnétique entre le système de courants électriques et les matériaux à l’intérieur de la magnétosphère. Au fur et à mesure que ces matériaux se déplacent le long des lignes de champ magnétique de Jupiter, en se dirigeant vers les pôles de la planète, ils parcourent la haute atmosphère de cette dernière et interagissent avec les gaz, ce qui donne naissance à de superbes aurores aux couleurs éclatantes.
Cette situation permet non seulement de comprendre le fonctionnement du champ magnétique de Jupiter, mais aussi celui des planètes en orbite autour d’autres étoiles, pour lesquelles les mêmes théories ont déjà été avancées.
Source : Space.com.

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According to a new study by researchers from the University of Leicester published early January 2022 in the Journal of Geophysical Research: Space Physics, Jupiter’s auroras are caused by a cosmic game of « tug-of-war, » fueled by volcanoes on the planet’s innermost moon, Io.

NASA’s Juno spacecraft and Hubble Space Telescope have revealed new evidence suggesting Jupiter’s rapid rotation and the release of sulfur and oxygen from volcanoes on Io create an electric current system that drives the powerful auroras observed around the gas giant’s poles.

Jupiter is more than 11 times wider than Earth, completing one rotation approximately every 9.5 hours. Orbiting Jupiter at an average distance of about 422,000 kilometers, Jupiter’s moon Io has more than 400 active volcanoes, which shoot lava dozens of kilometers high. These emissions fall into Jupiter’s orbit and become plasma, an electrically charged material.

Juno’s Magnetic Field Investigation, which measures Jupiter’s magnetic field from orbit, offers a detailed view of Jupiter’s outer plasma environment and the electrical currents traveling through it, while Hubble’s Imaging Spectrograph measures the brightness of Jupiter’s auroras.

These results on how Jupiter’s aurorae work show the interest of combining Earth-based observations from Hubble with Juno measurements. The Hubble Space Telescope images provide the broad overview, while Juno investigates close up.

Jupiter’s rapid rotation repels most of the material ejected from lo, and as the material moves outward, its rotation rate slows. However, Jupiter attempts to keep this material spinning at its rotation speed via electric currents flowing through the planet’s upper atmosphere and magnetosphere. In turn, this creates an electromagnetic tug-of-war between the electric current system and material in the magnetosphere. As the material travels along Jupiter’s magnetic field lines, back toward the planet’s poles, it cycles through the planet’s upper atmosphere and interacts with gases, creating vivid aurora light shows.

This relation not only helps understand how Jupiter’s magnetic field works, but also those of planets orbiting other stars, for which the same theories have previously been used.

Source: Space.com.

 

Image composite d’aurores sur Jupiter, réalisée à l’aide du spectrographe d’imagerie du télescope spatial Hubble. (Source : NASA)