Les scientifiques ont obtenu un nouvel aperçu de la source d'énergie unique pour de nombreuses aurores de Jupiter, les aurores les plus spectaculaires et actives du système solaire. Une surveillance étendue de la planète géante avec l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA a détecté la présence de particules hautement chargées s'écrasant dans l'atmosphère au dessus de ses pôles.
Les spectres de rayons X mesurés par Chandra ont montré que l'activité aurorale était produite par des ions d'oxygène et d'autres éléments dépouillés de la plupart de leurs électrons. Cela implique que ces particules ont été accélérées à de hautes énergies dans un environnement de plusieurs millions de volts au-dessus des pôles de la planète. La présence de ces ions énergétiques indique que la cause de nombreuses aurores de Jupiter est différente des aurores produites sur Terre ou à Saturne.
"Les engins spatiaux n'ont pas exploré la région au-dessus des pôles de Jupiter, donc les observations aux rayons X fournissent l'une des rares façons de sonder cet environnement", a déclaré Ron Elsner du NASA Marshall Space Center à Huntsville, Alabama, et auteur principal sur une récente article publié décrivant ces résultats dans le Journal for Geophysical Research. "Ces résultats aideront les scientifiques à comprendre le mécanisme de la puissance de sortie des aurores de Jupiter, qui sont mille fois plus puissantes que celles de la Terre."
Des tensions électriques d'environ 10 millions de volts et des courants de 10 millions d'ampères - cent fois plus importants que les éclairs les plus puissants - sont nécessaires pour expliquer les observations aux rayons X. Ces tensions expliqueraient également l'émission radioélectrique des électrons énergétiques observée près de Jupiter par le vaisseau spatial Ulysse.
Sur Terre, les aurores sont déclenchées par des tempêtes solaires de particules énergétiques, qui perturbent le champ magnétique terrestre. Les rafales de particules du Soleil peuvent également produire des aurores sur Jupiter, mais contrairement à la Terre, Jupiter a une autre façon de produire des aurores. La rotation rapide de Jupiter, le champ magnétique intense et une source abondante de particules de sa lune volcanique active, Io, créent un énorme réservoir d'électrons et d'ions. Ces particules chargées, piégées dans le champ magnétique de Jupiter, sont continuellement accélérées vers le bas dans l'atmosphère au-dessus des régions polaires où elles entrent en collision avec des gaz pour produire les aurores boréales, qui sont presque toujours actives sur Jupiter.
Si les particules responsables de l'aurore venaient du Soleil, elles auraient dû être accompagnées d'un grand nombre de protons, ce qui aurait produit une aurore ultraviolette intense. Les observations ultraviolettes de Hubble effectuées pendant la période de surveillance de Chandra ont montré un torchage ultraviolet relativement faible. Les données combinées de Chandra et Hubble indiquent que cette activité aurorale a été causée par l'accélération d'ions chargés d'oxygène et d'autres éléments piégés dans le champ magnétique polaire au-dessus de l'atmosphère de Jupiter.
Chandra a observé Jupiter en février 2003 pendant quatre rotations de la planète (environ 40 heures) pendant une activité aurorale intense. Ces observations de Chandra, prises avec son spectromètre imageur CCD avancé, étaient accompagnées d'une heure et demie d'observations du télescope spatial Hubble aux longueurs d'onde ultraviolettes.
L'équipe de recherche comprenait également Noe Lugaz, Hunter Waite et Tariq Majeed (Université du Michigan, Ann Arbor), Thomas Cravens (Université du Kansas, Lawrence), Randy Gladstone (Southwest Research Institute, San Antonio, Texas), Peter Ford (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge), Denis Grodent (Université de Liège, Belgique), Anil Bhardwaj (Marshall Space Flight Center) et Robert MacDowell et Michael Desch (Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.)
Le Marshall Space Flight Center de la NASA, à Huntsville, en Alberta, gère le programme Chandra pour le Bureau des sciences spatiales de la NASA, Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, Californie, anciennement TRW, Inc., était le principal entrepreneur de développement de l'observatoire. Le Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques et aériennes du Chandra X-ray Center à Cambridge, Mass.
Des informations supplémentaires et des images sont disponibles sur: http://chandra.harvard.edu et http://chandra.nasa.gov
Source d'origine: Chandra News Release
