Une image conceptuelle illustrant les différentes aurores entre la Terre et Jupiter. Crédit : Professeur Zhonghua Yao, Université de Hong Kong
Une étude récente révèle de nouvelles perspectives sur les aurores boréales sur Terre, Jupiteret Saturnesoulignant le rôle des champs magnétiques et des vents solaires dans la formation de ces phénomènes, avec des implications importantes pour les prévisions de la météo spatiale et l'exploration planétaire.
Les aurores boréales à couper le souffle, communément appelées aurores boréales et australes, captivent l'imagination humaine depuis des siècles. Du 10 au 12 mai 2024, l'événement auroralien le plus puissant depuis 21 ans a mis en valeur la beauté extraordinaire 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 Astronomie de la nature Cette étude explore les lois fondamentales qui régissent les diverses aurores observées sur des planètes telles que la Terre, Jupiter et Saturne. Elle apporte de nouvelles perspectives sur les interactions entre les champs magnétiques planétaires et le vent solaire, mettant à jour l'image classique des magnétosphères planétaires géantes. Ses découvertes peuvent améliorer les prévisions météorologiques spatiales, guider l'exploration planétaire future et inspirer de nouvelles études comparatives des environnements magnétosphériques.
Décrypter la diversité des aurores planétaires
La Terre, Saturne et Jupiter génèrent chacune leur propre champ magnétique de type dipôle, ce qui donne lieu à une géométrie magnétique en forme d'entonnoir qui conduit les électrons énergétiques de l'espace à précipiter dans les régions polaires et à provoquer des émissions aurorales polaires. D'autre part, les trois planètes diffèrent sur de nombreux aspects, notamment leur force magnétique, leur vitesse de rotation, l'état du vent solaire, l'activité lunaire, etc. On ne sait pas exactement comment ces différentes conditions sont liées aux différentes structures aurorales observées sur ces planètes depuis des décennies.
À l’aide de calculs de magnétohydrodynamique tridimensionnelle, qui modélisent la dynamique couplée des fluides conducteurs d’électricité et des champs électromagnétiques, l’équipe de recherche a évalué l’importance relative de ces conditions dans le contrôle de la morphologie aurorale principale 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 explique pour la première fois de manière pertinente 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 de Uranus, Neptuneet même des exoplanètes.
« Notre étude a révélé l'interaction complexe entre le vent solaire et la rotation planétaire, offrant une meilleure compréhension 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 les 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 de 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 provoquer des phénomènes auroraux, 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 auroraux à travers les planètes qui ont approfondi notre connaissance des divers environnements spatiaux planétaires, ouvrant la voie à de futures recherches sur les spectacles de lumière céleste fascinants qui continuent de captiver notre imagination.
