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Les aurores brillantes de la «  tempête de l’aube  » qui brillent dans le ciel matinal de Jupiter naissent dans l’obscurité

La lueur surnaturelle des aurores polaires de Jupiter est périodiquement éclairée par de brèves mais intenses apparitions tôt le matin, appelées tempêtes de l’aube. Maintenant, pour la première fois, les scientifiques ont découvert d’où viennent les tempêtes de l’aube, comment elles se développent et qu’elles sont encore plus puissantes que prévu.

Les scientifiques connaissaient les tempêtes de l’aube grâce aux télescopes dans l’espace et sur la terre. Mais la plupart de ces instruments n’ont fourni que des aperçus partiels des tempêtes, montrant tout ce qui était visible du côté de Jupiter qui faisait face au soleil.

Entrez dans la mission Juno. Le spectrographe ultraviolet sur le vaisseau spatial Juno de la NASA a comblé les lacunes en capturant ce phénomène lumineux du dessus pendant huit heures d’affilée, «de son début à sa fin et du côté nocturne de l’aurore au côté jour», ce qui n’avait jamais été fait auparavant. , selon une nouvelle étude.

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Juno a révélé que les tempêtes de l’aube se forment comme des points lumineux isolés dans les aurores boréales du côté nuit de la planète. Alors que Jupiter tourne, les tempêtes se déplacent du côté de la journée et brillent encore plus, crachant jusqu’à des milliers de gigawatts de ultra-violet lumière dans l’espace. À leur plus brillante, les tempêtes de l’aube produisent au moins 10 fois plus d’énergie que les aurores typiques de Jupiter, ont écrit les scientifiques.

«L’énergie de ces aurores aurores boréales est un autre exemple de la puissance réelle de cette planète géante», co-auteur de l’étude Scott Bolton, chercheur principal de Juno du Southwest Research Institute de San Antonio, Texas, dit dans un communiqué.

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« Plus énergique que d’habitude »

Les aurores de Jupiter sont parmi les plus puissantes de notre système solaire, et ils apparaissent lorsque des électrons de haute énergie traversent la magnétosphère de la géante gazeuse et se déversent dans la haute atmosphère pour exciter et éclairer les gaz atmosphériques, selon la NASA. Cela forme des anneaux lumineux visibles aux pôles nord et sud de la planète.

Les observations du télescope spatial Hubble avaient déjà révélé des cas récurrents d’éclaircissement du côté de l’aube des aurores polaires de Jupiter qui semblaient durer une à deux heures, causés par des particules – principalement des électrons – qui étaient « plus énergétiques que d’habitude », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Bertrand Bonfond, chercheur associé à l’Université de Liège Recherche en sciences spatiales, technologies et astrophysique (STAR) en Belgique.

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Représentation d’artiste des aurores de Jupiter vues de l’intérieur du paysage nuageux jovien. (Crédit d’image: Ron Miller)

« Certaines de ces tempêtes de l’aube, y compris celle qui a été observée par Hubble alors que Juno approchait de Jupiter avant son insertion en orbite en 2016, s’inscrivent comme les aurores les plus brillantes que nous ayons jamais vues sur Jupiter », a déclaré Bonfond à 45Secondes.fr dans un e-mail.

« Cependant, nous ne savions pas s’ils se sont réellement formés à l’aube et y sont restés, ou s’ils ont commencé du côté nuit puis ont tourné vers l’aube », a déclaré Bonford. Parce que les observations de Hubble étaient limitées à seulement 40 minutes à la fois, « nous ne savions pas non plus comment elles ont évolué par la suite », a-t-il ajouté. «Et alors que nous étions convaincus que de telles aurores dramatiques devraient correspondre à des événements dramatiques dans la magnétosphère, nous ne savions pas vraiment lesquels.

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« Une toute nouvelle image »

Avec les données des aurores polaires recueillies par Juno pendant 20 orbites, les scientifiques ont rassemblé « une toute nouvelle image des tempêtes de l’aube », selon l’étude. Ils ont découvert que la naissance d’une tempête à l’aube commençait avant minuit, puis s’éclairait au cours des heures suivantes, s’intensifiant alors que Jupiter tournait vers le soleil. Quelques heures après sa formation, la première zone lumineuse s’est divisée « avec une branche se déplaçant vers le pôle », ont écrit les scientifiques. L’espace entre les arcs séparés s’est rempli de luminosité au fur et à mesure que les arcs se développaient, puis enfin, l’ensemble de la fonction s’est estompé. Du début à la fin, la tempête a duré entre 5 et 10 heures, ont écrit les auteurs de l’étude.

Les scientifiques ont également été surpris de constater que les aurores de la tempête de l’aube de Jupiter partageaient des caractéristiques communes avec un type d’aurore terrestre appelée sous-tempête, qui présente un éclaircissement soudain et intense déclenché par un «court-circuit» des flux de plasma. Cette similitude a d’abord intrigué les scientifiques, car la formation des aurores magnétosphères de la Terre et de Jupiter sont différents à bien des égards, par exemple par leur taille, leur composition et leur distance par rapport au soleil, a déclaré Bonford dans l’e-mail.

Les illustrations comparent les aurores polaires ultraviolettes sur Jupiter (à gauche) et sur la Terre (à droite, mises à l’échelle 10 fois), montrant les similitudes entre les deux types d’éclairages. (Crédit d’image: NASA / JPL-Caltech / SwRI / UVS / STScI / MODIS / WIC / IMAGE / ULiège / Bonfond)

« Sur la base de notre étude, nous pensons maintenant que les sous-tempêtes sur Terre et les tempêtes de l’aube à Jupiter proviennent de l’effritement de la magnétosphère après avoir accumulé trop de masse et d’énergie dans la magnéto-queue », qui est le côté de la magnétosphère opposé au soleil, expliqua Bonford.

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Cependant, cette accumulation d’énergie et de masse se produit pour différentes raisons dans les magnétosphères des deux planètes. Pour la Terre, les particules excitées proviennent des vents solaires, tandis que pour Jupiter, la matière extra-ionisée est rejetée dans l’espace par la lune volcanique Io. Mais malgré des origines différentes, les résultats – tempêtes à l’aube sur Jupiter et sous-tempêtes sur Terre – sont inhabituellement similaires.

« Différentes causes mènent à la même conséquence », a déclaré Bonford. « Ce n’était pas du tout prévu. »

Les résultats ont été publiés en ligne le 16 mars dans la revue Avances AGU.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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