Le télescope spatial de la NASA / ESA / CSA James Webb a capturé de nouveaux détails sur les aurores sur la plus grande planète de notre système solaire. Les feux de danse observés sur Jupiter sont des centaines de fois plus brillants que ceux observés sur Terre. Avec la sensibilité avancée de Webb, les astronomes ont étudié les phénomènes pour mieux comprendre la magnétosphère de Jupiter. Ils ont publié leurs résultats dans la revue Communications de la nature.
Les aurores sont créées lorsque des particules de haute énergie pénètrent dans l'atmosphère d'une planète près de ses pôles magnétiques et entrent en collision avec des atomes de gaz. Non seulement les aurores sur Jupiter sont énormes, mais elles sont également des centaines de fois plus énergiques que les aurores sur Terre. Ici, les aurores sont causées par des tempêtes solaires – lorsque les particules chargées font pleuvoir dans la haute atmosphère, excitez les gaz et les font briller dans les couleurs du rouge, du vert et du violet.
Mais Jupiter a une source supplémentaire pour ses aurores; Le fort champ magnétique du géant du gaz saisit des particules chargées de son environnement. Cela comprend non seulement les particules chargées dans le vent solaire, mais aussi les particules jetées dans l'espace par sa lune en orbite Io, connue pour ses nombreux et grands volcans. Les volcans d'IO crachent des particules qui, remarquablement, échappent à la gravité de la lune et à l'orbite Jupiter.
Un barrage de particules chargées déchaînées par le soleil pendant les tempêtes solaires atteint également la planète. Le champ magnétique grand et puissant de Jupiter capture des particules chargées et les accélère à des vitesses énormes. Ces particules rapides claquent dans l'atmosphère de la planète à des énergies élevées, ce qui excite le gaz et le fait briller.
Désormais, les capacités uniques de Webb fournissent de nouvelles informations sur les aurores sur Jupiter. La sensibilité du télescope permet aux astronomes d'augmenter la vitesse d'obturation afin de capturer des caractéristiques aurorales variant rapidement. De nouvelles données ont été capturées avec la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCCAM) le jour de Noël 2023 par une équipe de scientifiques dirigée par Jonathan Nichols de l'Université de Leicester au Royaume-Uni.
« Quel cadeau de Noël c'était – ça m'a juste époustouflé! » partagé Nichols. « Nous voulions voir à quelle vitesse les aurores changent, s'attendant à ce qu'elle se décolore et sortait pèlement, peut-être plus d'un quart d'heure.
Les données de l'équipe ont révélé que l'émission de l'ion trihydrogène, connu sous le nom de H3+est beaucoup plus variable qu'on ne le croyait auparavant. Les observations aideront à développer la compréhension des scientifiques de la façon dont la haute atmosphère de Jupiter est chauffée et refroidie.
L'équipe a également découvert certaines observations inexpliquées dans leurs données. « Ce qui a rendu ces observations encore plus spéciales, c'est que nous avons également pris des photos simultanément dans l'ultraviolet avec le télescope spatial NASA / ESA Hubble », a ajouté Nichols. « Bizarrement, la lumière la plus brillante observée par Webb n'avait pas de véritable homologue dans les photos de Hubble.
« Cela nous a laissé nous gratter la tête. Afin de provoquer la combinaison de la luminosité observée par Webb et Hubble, nous devons avoir une combinaison apparemment impossible de grandes quantités de particules de très faible énergie frappant l'atmosphère – comme une tempête de filet! Nous ne comprenons toujours pas comment cela se produit. »
L'équipe prévoit désormais d'étudier cet écart entre les données Hubble et Webb et d'explorer les implications plus larges pour l'atmosphère et l'environnement spatial de Jupiter. Ils ont également l'intention de suivre cette recherche avec plus d'observations Webb, qu'ils peuvent comparer avec les données de l'engin spatial Juno de la NASA pour mieux explorer la cause de l'émission lumineuse énigmatique.
Ces idées peuvent également soutenir le Juons Explorer de Jupiter Icy Moons de l'Agence spatiale européenne, qui est en route vers Jupiter pour faire des observations détaillées de la planète gazeuse géante et de ses trois grandes lunes à l'océan – Ganymede, Callisto et Europa. Juice jettera un coup d'œil aux aurores de Jupiter avec sept instruments scientifiques uniques, dont deux imageurs.
Ces mesures en gros plan nous aideront à comprendre comment le champ magnétique et l'atmosphère de la planète interagissent, ainsi que l'effet qui a chargé les particules de l'E, et les autres lunes, l'atmosphère de Jupiter.
