Soutenance de thèse de Brieuc Collet : Comprendre la microphysique des emissions radio aurorales de Jupiter avec Juno

Composition du Jury:

Karine ISSAUTIER (LIRA, Observatoire de Paris)  –  Presidente
Catriona JACKMAN (DIAS, Dublin, Irlande) – Rapporteure
Patrick GALOPEAU (LATMOS, Guyancourt) – Rapporteure
Nicolas ANDRE (IRAP, Toulouse)  – Examinateur
Sebastien HESS (Onera, Toulouse) – Examinateur
Matthieu BERTHOMIER (LPP, Palaiseau) – Membre invité
Laurent LAMY (LAM/LIRA, Obs. Paris) – Directeur de thèse

Resumé:

Jupiter est la source d’émissions radio aurorales la plus intense du Système Solaire. Ces émissions sont émises perpendiculairement au champ magnétique dans un cône creux à une fréquence proche de la fréquence cyclotron locale.
Ces émissions ont été observées et caractérisées par des mesures depuis le sol et l’espace et sont maintenant divisées en 4 catégories: les émissions décamétriques (DAM) dont on distingue celles induites par l’interaction avec les lunes de Jupiter (Moon-DAM), hectométriques (HOM), kilométriques à large bande (bKOM). Elles sont produites dans les régions polaires de la magnétosphère de Jupiter, qui constitue un laboratoire naturel d’une taille et d’une complexité remarquables. Ces émissions sont générées par une instabilité onde-plasma: l’Instabilité Maser Cyclotron (CMI). Elle requiert un plasma dépleté et magnétisé ainsi qu’une inversion de population électronique.

Cette thèse a pour but de confirmer la CMI en tant que mécanisme de génération pour les émissions radio aurorales joviennes. Pour cela, j’utilise les mesures in situ radio, plasma et magnétiques de Juno le premier orbiteur polaire à traverser les régions aurorales de Jupiter.
À partir de spectres radio, j’ai établi un catalogue des traversées candidates de sources radio ensuite confirmées par une analyse du taux de croissance à partir des  mesures d’électrons par Juno et d’une nouvelle expression de ce taux.
J’ai pu montrer que les sources HOM et DAM sont principalement générées par des distributions electroniques présentant un cône de perte, et dans une moindre mesure par des distributions de type conique et de type coquille identifiées pour la première fois en tant que sources d’énergie à Jupiter.
Les sources bKOM sont quant à elles produites par des coniques et des coquilles et peuvent être localisées dans des cavités aurorales rappelant celles vues à la Terre.
Ces résultats confirment l’universalité du CMI pour la génération d’émissions radio aurorales et pourraient être appliqués à d’autres planètes magnétisés.