Les aurores impressionnantes observées sur Terre, connues sous le nom d’aurores boréales et australes, sont une source de fascination depuis des siècles. Entre le 10 et le 12 mai 2024, l'aurore la plus puissante depuis 21 ans nous a rappelé la beauté époustouflante de ces spectacles de lumière céleste.
Récemment, des physiciens spatiaux du Département des sciences de la Terre de l'Université de Hong Kong (HKU), dont le professeur Binzheng Zhang, le professeur Zhonghua Yao et le Dr Junjie Chen, ainsi que leurs collaborateurs internationaux, ont publié un article dans Nature Astronomy. qui explore les lois fondamentales régissant les diverses aurores observées sur les planètes, telles que la Terre, Jupiter et Saturne.
Ces travaux fournissent de nouvelles informations sur les interactions entre les champs magnétiques planétaires et le vent solaire, mettant à jour l’image classique des magnétosphères planétaires géantes. Leurs découvertes peuvent améliorer les prévisions météorologiques spatiales, guider l'exploration planétaire future et inspirer de nouvelles études comparatives des environnements magnétosphériques.
La Terre, Saturne et Jupiter génèrent tous leur propre champ magnétique de type dipolaire, ce qui entraîne une géométrie magnétique en forme d'entonnoir qui conduit les électrons énergétiques de l'espace à se précipiter dans les régions polaires et à provoquer des émissions aurorales polaires.
Pourtant, les trois planètes diffèrent sur de nombreux aspects, notamment leur force magnétique, leur vitesse de rotation, les conditions du vent solaire, les activités lunaires, etc. On ne sait pas clairement comment ces différentes conditions sont liées aux différentes structures aurorales observées sur ces planètes depuis des décennies.
À l'aide de calculs magnétohydrodynamiques tridimensionnels, qui modélisent la dynamique couplée de fluides électriquement conducteurs et de champs électromagnétiques, l'équipe de recherche a évalué l'importance relative de ces conditions dans le contrôle de la principale morphologie aurorale d'une planète.
En combinant les conditions du vent solaire et la rotation planétaire, ils ont défini un nouveau paramètre qui contrôle la structure aurorale principale, ce qui, pour la première fois, explique bien les différentes structures aurorales observées sur Terre, Saturne et Jupiter.
L'interaction des vents stellaires avec les champs magnétiques planétaires est un processus fondamental dans l'univers. La recherche peut être appliquée pour comprendre les environnements spatiaux d'Uranus, de Neptune et même des exoplanètes.
"Notre étude a révélé l'interaction complexe entre le vent solaire et la rotation planétaire, permettant ainsi une compréhension plus approfondie des aurores sur différentes planètes. Ces résultats amélioreront non seulement notre connaissance des aurores dans notre système solaire, mais s'étendront également potentiellement à l'étude des aurores dans notre système solaire. systèmes exoplanétaires", a déclaré le professeur Binzheng Zhang, chercheur principal et premier auteur du projet.
"Nous avons appris que les aurores sur Terre et sur Jupiter sont différentes depuis 1979. C'est une grande surprise qu'elles puissent être expliquées par un cadre unifié", a ajouté le professeur Denis Grodent, directeur de l'institut STAR à l'Université de Liège et co- auteur du projet.
En faisant progresser notre compréhension fondamentale de la manière dont les champs magnétiques planétaires interagissent avec le vent solaire pour générer des aurores, cette recherche a d'importantes applications pratiques pour la surveillance, la prévision et l'exploration des environnements magnétiques du système solaire.
Cette étude représente également une étape importante dans la compréhension des modèles d'aurores sur les planètes qui approfondissent notre connaissance des divers environnements spatiaux planétaires, ouvrant la voie à de futures recherches sur les fascinants spectacles de lumière céleste qui continuent de captiver notre imagination.
