Des aurores illuminent le ciel des quatre plus grosses lunes de Jupiter

L'une des grandes merveilles naturelles de la Terre est l'aurore boréale ou aurore boréale; de délicates vagues de couleurs qui apparaissent dans le ciel au-dessus des régions polaires lorsque les particules énergétiques du soleil interagissent avec le champ magnétique terrestre. Mais la Terre n'est pas la seule planète à connaître des aurores, car les forts champs magnétiques de planètes comme Jupiter et Saturne signifient que des aurores y sont également observées .

Les aurores ne se limitent pas seulement à Jupiter, mais sont également présentes sur quatre de ses lunes : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Les astronomes ont récemment utilisé l'instrument HIRES (High-Resolution Echelle Spectrometer) de l'observatoire WM Keck à Hawaii pour observer les lunes alors qu'elles se trouvaient dans l'ombre de Jupiter, leur permettant de voir les faibles aurores.

"Ces observations sont délicates car dans l'ombre de Jupiter, les lunes sont presque invisibles", a déclaré l'une des principales chercheuses, Katherine de Kleer de Caltech, dans uncommuniqué . "La lumière émise par leurs faibles aurores est la seule confirmation que nous avons même pointé le télescope au bon endroit."

Différentes couleurs d'aurores sont créées par différents éléments, et les chercheurs ont pu voir des aurores vertes créées par l'oxygène similaires à celles que nous voyons sur Terre. Mais à faible concentration, l'oxygène produit une aurore rouge, et comme ces lunes ont des atmosphères extrêmement fines, elles présentent des aurores 15 fois plus rouges que vertes.

Et sur Io, qui a des panaches de chlorure de sodium et de chlorure de potassium provenant de ses volcans, ses aurores peuvent avoir une couleur jaune-orange.

"La luminosité des différentes couleurs des aurores nous dit de quoi sont probablement composées les atmosphères de ces lunes", a déclaré de Kleer. "Nous constatons que l'oxygène moléculaire, tout comme ce que nous respirons ici sur Terre, est probablement le principal constituant des atmosphères glacées de la lune."

Comme les aurores se produisent lorsque des particules du soleil interagissent avec une magnétosphère, vous pourriez vous attendre à ce qu'une lune ait besoin de son propre champ magnétique pour ressentir ces phénomènes. Mais trois des lunes en question – autres que Ganymède – n'ont pas leurs propres champs magnétiques. Cependant, le champ magnétique de Jupiter est si fort que ses effets atteignent ses lunes.

Le champ magnétique de Jupiter est également intitulé, de sorte que le champ sur les lunes varie à mesure que la planète tourne, ce qui signifie que leurs aurores changent de luminosité avec le temps.

Un autre changement qui peut arriver aux aurores est lorsque les atmosphères se réchauffent ou se refroidissent lorsqu'elles sortent ou entrent dans l'ombre de Jupiter, un effet qui a été observé sur Io.

"Le sodium d'Io devient très faible dans les 15 minutes suivant l'entrée dans l'ombre de Jupiter, mais il faut plusieurs heures pour récupérer après avoir émergé dans la lumière du soleil", a déclaré un autre des principaux chercheurs, Carl Schmidt de l'Université de Boston. « Ces nouvelles caractéristiques sont vraiment utiles pour comprendre la chimie atmosphérique d'Io. C'est bien que les éclipses de Jupiter offrent une expérience naturelle pour apprendre comment la lumière du soleil affecte son atmosphère.

La recherche est publiée dans deux articles dans The Planetary Science Journal.