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    La reconnexion à basse altitude pourrait-elle alimenter les aurores polaires de Jupiter ?

    Cette image composite montre l'emplacement des aurores boréales de Jupiter, vu par le télescope spatial Hubble. Une forte activité aurorale se produit très près du pôle, une caractéristique unique dans le système solaire à Jupiter. Crédit :NASA, ESA, et J. Nichols, Université de Leicester

    Comme la Terre, Le champ magnétique de Jupiter canalise les particules chargées électriquement dans son atmosphère, entraînant la formation d'aurores brillantes près de ses pôles. Cependant, la luminosité et la variété des émissions aurorales de Jupiter dépassent celles générées sur notre planète. Les taches d'émission qui proviennent d'encore plus près des pôles que les principales aurores sont particulièrement intéressantes, une caractéristique qui semble beaucoup plus forte à Jupiter qu'à la Terre ou à Saturne.

    Les émissions dans la région polaire peuvent être éphémères, durant quelques minutes ou parfois seulement quelques secondes. La zone aurorale polaire peut être divisée en trois morphologies :les régions "sombres" d'émission minimale, régions "actives" d'émission vigoureuse, et, aux plus hautes latitudes, régions de "tourbillon" d'émission turbulente.

    Le vaisseau spatial Juno de la NASA a détecté des flux de particules descendants qui peuvent expliquer l'émission principale. Cependant, aucun flux de ce type n'a été trouvé qui pourrait expliquer la majeure partie des émissions polaires, en particulier ceux des régions de tourbillon. Maîtres et al. proposent un mécanisme qui n'aurait pas encore été observé par Junon :la reconnexion magnétique se produisant non loin au-dessus des sommets des nuages ​​joviens.

    Les auteurs effectuent une modélisation magnétohydrodynamique unidimensionnelle pour suivre l'évolution des lignes de champ magnétique individuelles à proximité du pôle de Jupiter. Ils modélisent la région en partant du sommet de l'atmosphère de la planète et en étendant 2 rayons joviens à partir de ce point. Cette région se situe entièrement au-dessous de toutes les observations existantes d'engins spatiaux.

    Les ondes se déplaçant à travers le plasma pénètrent dans le domaine du modèle par le haut, générés par des interactions plus lointaines dans la magnétosphère de la planète. La propagation de ces ondes a pour effet de dévier les lignes de champ magnétique idéalisées d'une position parfaitement verticale. C'est un petit effet, de l'ordre de 0,01°, mais cela peut être suffisant pour déclencher des événements de reconnexion magnétique entre des lignes de champ voisines.

    Lors de la reconnexion, les lignes de champ adjacentes se brisent et se reforment dans une configuration plus favorable sur le plan énergétique. Ce processus libère de l'énergie stockée dans le champ, qui est emporté par l'accélération des particules chargées voisines. Les auteurs suggèrent que les électrons énergétiques descendants pourraient être la source des régions de tourbillon dans les aurores polaires de Jupiter.

    Finalement, les auteurs suggèrent que cet effet n'est pas important sur Terre ou Saturne en raison de leurs champs magnétiques plus faibles. Le champ de Jupiter est plus qu'un ordre de grandeur plus fort, et le taux de reconnexion augmente d'environ le carré de cette valeur. Ainsi, Jupiter a de fortes aurores polaires, alors que la Terre et Saturne ne le font pas.

    Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation d'Eos, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.




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