Jupiter est peut-être la plus grosse planète du système solaire avec un diamètre 11 fois supérieur à celui de la Terre, mais il fait pâle figure en comparaison de sa propre magnétosphère. Le domaine magnétique de la planète s'étend vers le soleil sur au moins 3 millions de miles (5 millions de km) et à l'arrière jusqu'à Saturne pour un total de 407 millions de miles ou plus de 400 fois la taille du soleil.

Si nous avions des yeux adaptés pour voir la magnétosphère jovienne la nuit, sa forme en forme de larme s'étendrait facilement sur plusieurs degrés de ciel ! Il n'est donc pas surprenant que l'aura magnétique de Jupiter soit considérée comme l'une des plus grandes structures du système solaire.

oh, Jupiter la plus interne des quatre grandes lunes de la planète, orbites au plus profond de cette bulle géante. Malgré sa petite taille, environ 200 milles plus petite que notre propre lune, elle ne manque pas de superlatifs. Avec environ 400 volcans, beaucoup d'entre eux sont encore actifs, Io est le corps le plus volcaniquement actif du système solaire. Dans la faible gravité de la lune, les volcans crachent du soufre, du dioxyde de soufre et des fragments de roche basaltique jusqu'à 310 miles (500 km) dans l'espace dans de beaux, panaches en forme de parapluie.

Une fois en haut, les électrons fouettés par le puissant champ magnétique de Jupiter frappent les gaz neutres et les ionisent (enlèvent leurs électrons). Les atomes et molécules ionisés (ions) ne sont plus neutres mais possèdent une charge électrique positive ou négative. Les astronomes appellent plasma les essaims d'atomes ionisés.

Jupiter tourne rapidement, tourner une fois toutes les 9,8 heures, entraînant toute la magnétosphère avec. Alors qu'il passe devant Io, ces ions volcaniques sont attrapés et traînés pour le trajet, tournant autour de la planète dans un anneau appelé tore plasma Io. Vous pouvez l'imaginer comme un beignet géant avec Jupiter dans le "trou" et le savoureux, ~8, Anneau de 1 000 milles d'épaisseur centré sur l'orbite d'Io.

Ce n'est pas tout. Le champ magnétique de Jupiter couple également l'atmosphère d'Io aux régions polaires de la planète, pompant des ions ioniens à travers deux "pipelines" vers les pôles magnétiques et générant un courant électrique puissant connu sous le nom de tube de flux Io. Comme des pompiers sur des poteaux à incendie, les ions suivent les lignes de champ magnétique de la planète dans la haute atmosphère, où ils frappent et excitent les atomes, engendrant une tache d'aurore ultra-brillante dans l'aurore globale de la planète. Les astronomes l'appellent l'empreinte magnétique d'Io. Le processus fonctionne en sens inverse, trop, engendrant des aurores dans l'atmosphère ténue d'Io.

Io est le principal fournisseur de particules de la magnétosphère de Jupiter. Certains des mêmes électrons dépouillés des atomes de soufre et d'oxygène lors d'une éruption précédente reviennent frapper des atomes projetés par des explosions ultérieures. Rond et rond, ils vont dans un grand cycle de bombardement microscopique ! Le flux constant de haute vitesse, les particules chargées à proximité d'Io font de la région un environnement mortel non seulement pour les humains mais aussi pour l'électronique des engins spatiaux, la raison pour laquelle la sonde Juno de la NASA se déchaîne après chaque périjove ou approche la plus proche de Jupiter.

Mais il y a beaucoup à tirer de ces flux de plasma. Le doctorant en astronomie Phillip Phipps et le professeur adjoint d'astronomie Paul Withers de l'Université de Boston ont élaboré un plan pour utiliser le vaisseau spatial Juno pour sonder le tore de plasma d'Io afin d'étudier indirectement le moment et le flux de matière des volcans d'Io dans la magnétosphère de Jupiter. Dans un article publié le 25 janvier, ils proposent d'utiliser les changements dans le signal radio envoyé par Juno lorsqu'il traverse différentes régions du tore pour mesurer la quantité de substance présente et comment sa densité change au fil du temps.

La technique s'appelle une radio-occultation. Les ondes radio sont une forme de lumière tout comme la lumière blanche. Et comme la lumière blanche, ils se courbent ou se réfractent lorsqu'ils traversent un milieu comme l'air (ou le plasma dans le cas de Io). La lumière bleue est plus ralentie et subit le plus de flexion; la lumière rouge est moins ralentie et moins réfractée, la raison pour laquelle le rouge borde le bord extérieur d'un arc-en-ciel et le bleu son intérieur. Dans les occultations radio, la réfraction entraîne des changements de fréquence causés par des variations de la densité du plasma dans le tore de Io.

Le meilleur vaisseau spatial pour la tentative est celui avec une orbite polaire autour de Jupiter, où il coupe une section transversale nette à travers différentes parties du tore au cours de chaque orbite. Devinez quoi? Avec son orbite polaire, Juno est la sonde pour le travail ! Sa mission principale est de cartographier les champs gravitationnels et magnétiques de Jupiter, donc une expérience d'occultation correspond bien aux objectifs de la mission. Les missions précédentes n'ont enregistré que deux occultations radio du tore, mais Juno pourrait potentiellement claquer dunk 24.

Étant donné que l'article visait à montrer que la méthode est faisable, il reste à voir si la NASA envisagera d'ajouter un peu de crédit supplémentaire aux devoirs de Juno. Cela semble un objectif louable et pratique, celui qui éclairera davantage notre compréhension de la façon dont les volcans créent des aurores dans l'environnement électrique et magnétique étrange de la plus grande planète.