Les intenses aurores boréales et méridionales de Jupiter pulsent indépendamment les unes des autres selon une nouvelle recherche menée par l'UCL utilisant les observatoires à rayons X XMM-Newton de l'ESA et Chandra de la NASA.

L'étude, publié aujourd'hui dans Astronomie de la nature , ont découvert que les émissions de rayons X à très haute énergie au pôle sud de Jupiter pulsent régulièrement toutes les 11 minutes. Pendant ce temps, ceux du pôle nord sont erratiques :augmentant et diminuant de luminosité, indépendant du pôle sud.

Ce comportement est distinct des aurores au nord et au sud de la Terre qui se reflètent largement dans l'activité. D'autres planètes de même taille, comme Saturne, ne produisent pas d'aurore à rayons X détectable, ce qui rend les découvertes à Jupiter particulièrement déroutantes.

"Nous ne nous attendions pas à voir les points chauds de rayons X de Jupiter pulser indépendamment car nous pensions que leur activité serait coordonnée par le champ magnétique de la planète. Nous devons étudier cela plus avant pour développer des idées sur la façon dont Jupiter produit ses aurores X et celles de la NASA La mission Juno est vraiment importante pour cela, " a expliqué l'auteur principal, William Dunn (Laboratoire des sciences spatiales de l'UCL Mullard, Royaume-Uni et le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ETATS-UNIS).

Depuis son arrivée à Jupiter en 2016, la mission Juno a réécrit une grande partie de ce que l'on sait de la planète géante, mais le vaisseau spatial n'a pas d'instrument à rayons X à bord. Pour comprendre comment les aurores X sont produites, l'équipe espère combiner les informations sur les aurores X recueillies à l'aide de XMM-Newton et Chandra avec les données recueillies par Juno alors qu'elle explore les régions produisant les aurores de Jupiter.

"Si nous pouvons commencer à connecter les signatures aux rayons X avec les processus physiques qui les produisent, alors nous pouvons utiliser ces signatures pour comprendre d'autres corps à travers l'Univers tels que les naines brunes, exoplanètes ou peut-être même étoiles à neutrons. C'est une étape très puissante et importante vers la compréhension des rayons X dans tout l'Univers et une étape que nous n'avons que pendant que Juno effectue des mesures simultanément avec Chandra et XMM-Newton, " a déclaré William Dunn.

L'une des théories que Juno pourrait aider à prouver ou à réfuter est que les aurores de Jupiter se forment séparément lorsque le champ magnétique de la planète interagit avec le vent solaire. L'équipe soupçonne que les lignes de champ magnétique vibrent, produisant des ondes qui transportent des particules chargées vers les pôles et celles-ci changent de vitesse et de direction de déplacement jusqu'à ce qu'elles entrent en collision avec l'atmosphère de Jupiter, générer des impulsions de rayons X.

Utilisation des observatoires à rayons X XMM-Newton et Chandra de mai à juin 2016 et mars 2007, les auteurs ont produit des cartes des émissions de rayons X de Jupiter et identifié un point chaud de rayons X à chaque pôle. Chaque point chaud couvre une zone beaucoup plus grande que la surface de la terre. Étudier chacun pour identifier des modèles de comportement, ils ont constaté que les points chauds ont des caractéristiques très différentes.

"Le comportement des points chauds aux rayons X de Jupiter soulève d'importantes questions sur les processus qui produisent ces aurores. Nous savons qu'une combinaison d'ions du vent solaire et d'ions d'oxygène et de soufre, à l'origine des explosions volcaniques de la lune de Jupiter, oh, sont impliqués. Cependant, leur importance relative dans la production des émissions de rayons X n'est pas claire, " a expliqué la co-auteure, le Dr Licia Ray (Université de Lancaster).

"Ce que je trouve particulièrement captivant dans ces observations, surtout au moment où Juno fait des mesures in situ, est le fait que nous sommes capables de voir les deux pôles de Jupiter à la fois, une occasion rare qui s'est présentée il y a dix ans. La comparaison des comportements aux deux pôles nous permet d'en apprendre beaucoup plus sur les interactions magnétiques complexes qui se déroulent dans l'environnement de la planète, " a conclu la co-auteure, la professeure Graziella Branduardi-Raymont (UCL Space &Climate Physics).

L'équipe espère continuer à suivre l'activité des pôles de Jupiter au cours des deux prochaines années en utilisant des campagnes d'observation aux rayons X conjointement avec Juno pour voir si ce comportement non signalé auparavant est courant.