Jupiter héberge les aurores les plus brillantes et les plus spectaculaires du système solaire. Près de ses poteaux, ces lumières chatoyantes offrent un aperçu de la façon dont la planète interagit avec le vent solaire et les lunes balayées par le champ magnétique de Jupiter. Contrairement aux lumières du nord de la Terre, les plus grandes lunes de Jupiter créent leurs propres signatures aurorales dans l’atmosphère de la planète. Ces Aurorae induites par la lune, connues sous le nom d’empreintes satellites, révèlent comment chaque lune interagit avec son environnement spatial local.
Avant la mission Juno de la NASA, trois des quatre plus grandes lunes de Jupiter, connues sous le nom de lunes galiléennes – Io, Europa et Ganymède – se sont avérées produire ces signatures aurorales distinctes.
Mais Callisto, le plus éloigné des lunes galiléennes, est resté un mystère.
Malgré de multiples tentatives utilisant le télescope spatial de la NASA / ESA Hubble, l’empreinte de Callisto s’était avérée insaisissable, à la fois parce qu’elle est faible et parce qu’elle se trouve le plus souvent au sommet du principal ovale auroral plus brillant, la région où les aurores sont affichées.
La mission Juno de la NASA, en orbite Jupiter depuis 2016, offre des vues rapprochées sans précédent sur ces émissions de lumière polaire.
Mais pour imaginer l’empreinte de Callisto, le principal ovale auroral doit se retirer pendant que la région polaire est imagée.
Et pour porter l’arsenal d’instruments de Juno étudiant les champs et les particules, la trajectoire de l’engin spatial doit la transporter à travers la ligne de champ magnétique reliant Callisto et Jupiter.
Ces deux événements se sont produits par hasard pendant la 22e orbite de Juno de la planète géante, en septembre 2019, révélant l’empreinte aurorale de Callisto et fournissant un échantillon de la population de particules, des ondes électromagnétiques et des champs magnétiques associés à l’interaction.
Le champ magnétique de Jupiter s’étend bien au-delà de ses principales lunes, se taillant une vaste région (magnétosphère) enveloppée et secouée par, le vent solaire en streaming de notre Soleil.
Tout comme les tempêtes solaires sur Terre poussent les lumières du nord vers des latitudes plus du sud, les aurores de Jupiter sont également affectées par l’activité de notre soleil.
En septembre 2019, un flux solaire massif et à haute densité a secoué la magnétosphère de Jupiter, brièvement révélatrice – alors que l’ovale auroral se déplaçait vers l’équateur de Jupiter – une signature faible mais distincte associée à Callisto.
Cette découverte confirme finalement que les quatre lunes galiléennes laissent leur marque sur l’atmosphère de Jupiter, et que les empreintes de Callisto sont soutenues un peu comme celles de ses frères et sœurs, complétant le portrait familial des signatures aurorales de la lune galiléennes.
« Nos observations confirment le couplage électrodynamique entre Callisto et Jupiter », a déclaré le Dr Jonas Rabia, chercheur à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie et CNRS, et ses collègues.
«Ce couplage sera analysé plus en détail par la mission Juice de la NASA, lancé avec succès en avril 2023, qui visitera à plusieurs reprises Callisto et son environnement local, permettant une meilleure caractérisation de l’interaction de Callisto avec la magnétosphère de Jupiter.»
«Le signalé in situ et les observations à distance complètent le portrait familial des empreintes aurorales de lune galiléennes et résolvent le mystère de longue date quant à savoir si l’interaction électromagnétique de Callisto est fondamentalement différente des trois satellites galiléens intérieurs. «
«Les similitudes observées, à la fois dans la structure aurorale et l’électron in situ Propriétés, pointent vers un mécanisme physique universel au travail pour les interactions magnétosphériques de la lune et de la planète, pertinentes pour d’autres systèmes binaires qui ne sont accessibles qu’à distance, dans le système solaire et au-delà. »
