Jupiter présente les aurores les plus intenses du Système solaire. Parmi celles-ci, certaines sont liées aux interactions électromagnétiques entre la planète et ses quatre lunes galiléennes : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Ces émissions particulières, appelées « empreintes aurorales », se distinguent dans plusieurs domaines spectraux, notamment l’ultraviolet, l’infrarouge et le domaine radio. Elles résultent de particules chargées circulant le long des lignes de champ magnétique reliant chaque lune à Jupiter, produisant dans l’atmosphère de la géante gazeuse des aurores spécifiques. Jusqu’ici, seules les empreintes de trois lunes avaient été clairement identifiées par le télescope spatial Hubble vers le début des années 2000.
Depuis juillet 2016, la sonde Juno survole de manière répétée les régions aurorales de Jupiter et fournit des diagnostics uniques grâce à ses instruments embarqués. Le spectrographe UVS, en particulier, permet de suivre finement l’évolution des empreintes aurorales en fonction des conditions locales et des propriétés du vent solaire qui module l’extension de la magnétosphère jovienne. Malgré ces mesures inédites, aucune détection claire de l’empreinte de Callisto n’avait encore pu être rapportée, sa brillance attendue étant faible et sa position très proche des puissantes émissions principales de Jupiter.
Une équipe de chercheurs français (IRAP, LAM, LIRA, ISAE-Supaero, LATMOS) participant à la mission Juno (NASA), vient cependant d’apporter la preuve observationnelle de cette empreinte dans une étude parue dans Nature Communications. Ils ont montré qu’en septembre 2019, un déplacement exceptionnel des émissions aurorales principales de Jupiter, provoqué par une expansion globale de la magnétosphère en réponse à des conditions particulières du vent solaire, a permis de révéler l’empreinte ultraviolette de Callisto. Pour la première fois, les empreintes aurorales des quatre lunes galiléennes ont ainsi été observées simultanément sur le pôle nord de la planète.
L’analyse conjointe des émissions UVS et des mesures de particules et d’ondes enregistrées par Juno montre que les empreintes des quatre lunes reposent sur des mécanismes physiques communs. Cette découverte complète le tableau des couplages entre Jupiter et ses satellites, et ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude des interactions magnétosphériques autour des planètes géantes.
Lien vers le communiqué de presse NASA (en anglais): https://science.nasa.gov/missions/juno/juno-detected-the-final-missing-auroral-signature-from-jupiters-four-largest-moons/
Lien vers le communiqué de presse INSU : https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/juno-identifie-lempreinte-aurorale-manquante-de-la-lune-callisto-sur-les-poles-de-jupiter
