Par Jennifer Ratliff
Mis à jour le 24 mars 2022
À première vue, Jupiter et la Terre semblent être des mondes différents :l’une est une géante gazeuse, l’autre une planète rocheuse. Pourtant, derrière ces différences se cachent des parallèles remarquables qui révèlent la physique commune régissant les corps planétaires. Ci-dessous, nous mettons en évidence les principales similitudes entre les processus magnétiques, atmosphériques et énergétiques.
Les deux planètes génèrent de puissants champs magnétiques grâce à des dynamos internes. Le champ de Jupiter est environ quatre fois plus puissant que celui de la Terre et s’étend sur une distance d’environ 100 fois son rayon, créant ainsi une vaste magnétosphère. Malgré cette disparité, les deux domaines évoluent de manière comparable :croissance, expansion et récupération au fil du temps. Lors des sous-orages magnétosphériques, les deux planètes connaissent de brèves réductions de l'intensité du champ, connues sous le nom de pertes de flux, illustrant une réponse dynamique commune aux perturbations énergétiques.
Jupiter et la Terre affichent toutes deux des aurores à leurs pôles, bien que celles de Jupiter soient beaucoup plus intenses. Dans les années 1990, les astronomes ont découvert que Jupiter émettait également des aurores X, une lumière à haute énergie qui, dans certains cas, couvre une zone plus grande que la planète elle-même. Ces aurores joviennes sont en grande partie constantes, entraînées par le champ magnétique de la planète et l'influence de sa lune Io, tandis que les aurores terrestres éclatent par intermittence en réponse aux tempêtes solaires.
Les observations du Département des sciences marines de l’Université de Floride du Sud suggèrent un parallèle entre les courants océaniques terrestres et les bandes atmosphériques de Jupiter. Les deux systèmes présentent des modèles d’écoulement alternés provoqués par des turbulences :sur Terre, d’immenses gyres océaniques; sur Jupiter, des ceintures de nuages tourbillonnants qui gravitent autour de la planète. Cette structure partagée basée sur les turbulences souligne l'universalité de la dynamique des fluides dans différents milieux.
Les scientifiques étudiant les tempêtes joviennes ont découvert un cycle de méthane au-dessus de l’équateur de Jupiter qui alterne entre phases chaudes et froides tous les 4 à 6 ans. Cela reflète l’oscillation quasi biennale (QBO) de la Terre, où les vents stratosphériques changent de direction selon un cycle d’environ deux ans sous l’effet du chauffage solaire. La rotation rapide des deux planètes et la stratification atmosphérique favorisent ces oscillations périodiques.
Des courants annulaires à haute altitude encerclent les deux planètes, mais leurs rôles diffèrent. Le courant annulaire terrestre, observé pour la première fois en 2001, circule dans le sens des aiguilles d'une montre et module le champ magnétique de la planète, influençant ainsi l'intensité des tempêtes géomagnétiques. Le courant annulaire de Jupiter, quant à lui, capture le plasma ionique extrait de sa lune Io, l'empêchant de s'échapper dans l'espace et façonnant ainsi l'environnement magnétosphérique de la planète.
Jupiter et la Terre sont toutes deux des sources de rayons X planétaires. Il existe deux types d'émissions distincts :les rayons X auroraux provenant des régions polaires et les rayons X des disques provenant des zones équatoriales. On pense que ces derniers résultent de la diffusion des rayons X solaires par l’atmosphère de chaque planète. Ces émissions fournissent des diagnostics précieux sur les interactions magnétosphériques avec le vent solaire.