La cause de l’aurore à rayons X de Jupiter révélée – Le mystère a intrigué les scientifiques pendant 40 ans

La cause de l'aurore à rayons X de Jupiter révélée – Le mystère a intrigué les scientifiques pendant 40 ans

Une équipe de recherche internationale dirigée par YAO Zhonghua de l’Institut de géologie et de géophysique de l’Académie chinoise des sciences (IGGCAS) a expliqué la cause des aurores X de Jupiter, un mystère qui intrigue les scientifiques depuis 40 ans.

Les résultats ont été publiés dans Science Advances le 9 juillet 2021.

C’est la première fois que des chercheurs planétaires décrivent l’ensemble de la chaîne de causalité des éruptions aurorales à rayons X de Jupiter. Le mécanisme de production d’éruptions aurorales à rayons X à Jupiter pourrait avoir des applications potentielles en astronomie aux rayons X.

Les spectres auroraux aux rayons X nous disent que ces aurores sont produites par des ions lourds avec des énergies de l’ordre du méga électron-volt. Mais comment ils se forment et pourquoi ces ions pénètrent dans l’atmosphère de Jupiter étaient auparavant inconnus.

Pour comprendre les processus énergétiques associés aux émissions polaires de Jupiter, les chercheurs ont organisé, au cours des quatre dernières années, une série de campagnes d’observation de changement de paradigme depuis la Terre en tandem avec des mesures in situ par l’observatoire à rayons X de l’ESA, XMM-Newton et le vaisseau spatial Juno de la Nasa. Ces efforts comprenaient la campagne de rayons X la plus étendue et la campagne du télescope spatial Hubble la plus étendue jamais menée pour Jupiter.

À l’aide de ces outils, les chercheurs ont pu sonder la physique derrière le phénomène et révéler les processus qui conduisent les planètes à produire des aurores X.

“Ceux-ci sont étonnamment similaires aux processus de production d’aurores ioniques sur Terre, suggérant que les aurores ioniques partagent des mécanismes communs à travers les systèmes planétaires, malgré des échelles temporelles, spatiales et énergétiques variant par ordre de grandeur”, a déclaré YAO Zhonghua, premier auteur de l’étude.

« Ce que nous voyons dans les données Juno, c’est cette belle chaîne d’événements. Nous savions que les ions auroraux sont stockés dans la magnétosphère, issus des activités volcaniques de la lune Io de Jupiter. Dans la magnétosphère, nous voyons maintenant la compression magnétique se produire, l’onde électromagnétique cyclotron déclenchée, les ions, puis une impulsion d’ions se déplaçant le long de la ligne de champ. Quelques minutes plus tard, XMM voit une rafale de rayons X », a déclaré William Dunn de l’University College London, qui a codirigé l’étude.

Il est à noter que les éruptions aurorales à rayons X de Jupiter sont souvent corrélées aux éruptions aurorales ultraviolettes, qui sont la forme aurorale la plus courante. En effet, l’étude de ces derniers peut bénéficier de la richesse des données du télescope spatial Hubble acquises grâce à cette recherche. “La découverte des processus de rayons X de Jupiter peut avoir des implications pour notre compréhension des éruptions aurorales ultraviolettes étonnantes”, a déclaré Denis Grodent de l’Université de Liège, co-auteur de l’étude.

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