Les aurorales continuent d'intriguer les scientifiques, si les lumières brillantes brillent sur la Terre ou sur une autre planète. Les lumières contiennent des indices sur la composition du champ magnétique d'une planète et sur son fonctionnement.

De nouvelles recherches sur Jupiter prouvent ce point et ajoutent à l'intrigue.

Pierre Delamere, professeur de physique spatiale à l'Institut géophysique Fairbanks de l'Université d'Alaska, 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 Avancées scientifiques . Le document de recherche, intitulé "Comment la topologie magnétosphérique inhabituelle de Jupiter structure son aurore, " a été écrit par Binzheng Zhang du Département des sciences de la Terre de l'Université de Hong Kong; Delamere est le principal co-auteur.

La recherche effectuée avec un modèle magnétohydrodynamique global 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 enfilée dans partie avec des lignes de champ magnétique fermées plutôt qu'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, qu'ils soient ouverts ou fermés, et nous ne pouvions pas imaginer une solution où ce serait un peu des deux, " dit 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 s'éloignent 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 l'ovale auroral. C'est l'anneau des hautes latitudes à proximité, mais pas à, chaque extrémité de l'axe magnétique de la Terre.

Dans cet anneau sur Terre, cependant, et comme avec d'autres planètes de notre système solaire, est un point vide appelé calotte polaire. C'est un endroit où les lignes de champ magnétique s'écoulent sans être connectées 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'aurore éblouit. Cela a intrigué les scientifiques.

Le problème, Delamere a dit, est que les chercheurs étaient tellement centrés sur la Terre dans leur réflexion sur Jupiter à cause de ce qu'ils avaient appris sur les propres 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 des aurores. Mais ces images, ainsi que certains capturés par le télescope spatial Hubble, n'a 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, représentant seulement environ 9 pour cent de la région de la calotte polaire. Le reste était actif avec Aurora, signifiant des lignes de champ magnétique fermées.

Jupiter, il s'avère, 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 cette simulation le produit, " at-il dit. "Cela ne m'est même jamais venu à l'esprit. Je pense que personne dans la communauté n'aurait pu imaginer cette solution. Pourtant, cette simulation l'a produit.

"Tome, il s'agit d'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 celle de 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 Io 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 le papier, "Le jury est toujours sur la structure magnétique de la magnétosphère de Jupiter et sur ce que son aurore nous dit exactement sur sa topologie."