Des scientifiques des États-Unis, d’Europe et de Chine ont utilisé le spectrographe ultraviolet (UVS) embarqué sur le vaisseau spatial Juno de la NASA pour cartographier des structures détaillées de taches dans les aurores de Ganymède qui sont parallèles à celles observées sur Terre. Leurs résultats indiquent que l’interaction entre les champs magnétiques et les particules chargées pourrait constituer un moteur universel pour les lumières aurorales, avec des implications pour la compréhension des magnétosphères à travers le système solaire.
Ganymède, la seule lune connue pour posséder son propre champ magnétique intrinsèque, entretient une magnétosphère miniature intégrée à celle de Jupiter.
Ses aurores proviennent principalement d’émissions d’oxygène à des longueurs d’onde de 130,4 et 135,6 nm, excitées par des électrons précipitants.
Dans une nouvelle recherche, le chercheur Philippe Gusbin de l’Université de Liège et ses collègues ont analysé les observations ultraviolettes de Ganymède enregistrées le 7 juin 2021 par la sonde spatiale Juno.
Ils ont identifié plusieurs taches aurorales sur l’hémisphère principal en aval de la Lune.
Les parcelles ont des tailles typiques d’environ 50 km et des luminosités atteignant environ 200 Rayleigh.
« Des aurores sont également observées sur Ganymède et sont causées par la précipitation d’électrons dans sa fine atmosphère d’oxygène », a expliqué Gusbin.
« Les observations des aurores de Ganymède avant Junon étaient limitées par la résolution spatiale des observations au sol, et elles ne pouvaient pas résoudre les structures à petite échelle typiques des aurores planétaires. »
La morphologie et l’échelle des caractéristiques ressemblent à des « perles » aurorales observées sur Terre avant les sous-orages magnétosphériques et sur Jupiter lors des tempêtes dites de l’aube.
L’absence apparente de taches similaires dans l’hémisphère sud est attribuée à la géométrie de visualisation, bien que des asymétries liées à la position de Ganymède dans le disque de plasma de Jupiter ne puissent être exclues.
« Les ‘perles’ ont été observées dans les aurores de la Terre et de Jupiter, où elles sont liées à des sous-orages et des tempêtes à l’aube, des réarrangements à grande échelle de la magnétosphère qui libèrent d’énormes quantités d’énergie et produisent une activité aurorale intense », a déclaré le Dr Alessandro Moirano, chercheur postdoctoral à l’Université de Liège et à l’Institut national d’astrophysique de Rome.
Les résultats suggèrent que des mécanismes physiques comparables peuvent fonctionner dans les magnétosphères malgré de grandes différences d’échelle et d’environnement.
« Les observations rapprochées de Ganymède par Juno ont duré moins de 15 minutes et la sonde ne survolera plus jamais Ganymède. Par conséquent, nous ne savons pas à quel point ces taches sont fréquentes ni comment elles évoluent dans le temps », a déclaré le Dr Bertrand Bonfond, astrophysicien à l’Université de Liège.
« Heureusement, la mission Juice (Jupiter Icy Moons Explorer) de l’ESA est actuellement en route vers Jupiter, où elle arrivera en 2031, et effectuera des observations dédiées de Ganymède. »
« Le vaisseau spatial est équipé d’un spectrographe ultraviolet similaire à celui de Juno : cela nous permettra de collecter des observations sur de plus longues périodes, de suivre l’évolution des aurores de Ganymède et, espérons-le, de découvrir de nouveaux mystères. »
