Des scientifiques de l'Université de Liège révèlent des similitudes frappantes entre les aurores polaires de Ganymède et celles de la Terre Ces aurores présentent des structures similaires à celles de la Terre, suggérant des processus physiques un

De nouvelles observations de Ganymède révèlent une similitude frappante entre les aurores de la plus grosse lune du système solaire et celles de la Terre. L'équipe internationale d'astrophysiciens, menée par des chercheurs de l'Université de Liège apportent de nouveaux résultats qui indiquent que, malgré des conditions différentes, les processus physiques fondamentaux qui génèrent les aurores sont communs à différents corps célestes, et pas seulement aux planètes.

Une équipe d'astrophysiciens du Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire (LPAP) a observé pour la première fois les détails fins des aurores sur Ganymède, la seule Lune du système solaire à posséder son propre champ magnétique intrinsèque, similaire à celui de la Terre. L'observation des aurores constitue une pierre angulaire de l'analyse de la météorologie spatiale, car elle offre une vision globale des caractéristiques et des effets de la précipitation de particules provenant de l’environnement spatial dans les atmosphères.

Depuis toujours, l'humanité est témoin d'une lueur diffuse et changeante qui illumine occasionnellement le ciel nocturne de lumières rouges, vertes, violettes et bleues - connue sous le nom d'« aurore ». Les aurores sont généralement observées aux latitudes polaires, mais durant le pic du cycle solaire de 11 ans, de nombreux cas d'aurores intenses aux latitudes moyennes se produisent aussi. Sur notre planète, les aurores sont en fin de compte causées par le vent solaire qui impacte et perturbe le champ magnétique terrestre et les particules chargées qui y sont piégées, ce qui entraîne des précipitations de ces particules depuis l'espace vers l'atmosphère terrestre. Là, ces précipitations percutent et excitent les atomes et molécules d’oxygène et d'azote présents dans notre atmosphère, produisant une lumière visible à l'œil nu.

Cependant, des aurores sont également observées sur d'autres planètes, comme Vénus, Mars, Jupiter, Saturne et Uranus. Au cours de la dernière décennie, l'exploration du système jovien a réalisé des progrès remarquables grâce à la sonde spatiale Juno, arrivée autour de Jupiter en 2016 et sur le point d'achever sa dixième année d'opération. La cible principale de la mission est la planète Jupiter elle-même, mais le 7 juillet 2021, Juno a effectué un survol rapproché de Ganymède. "Des aurores sont également observées sur Ganymède et sont causées par la précipitation d'électrons dans sa fine atmosphère d'oxygène", explique Philippe Gusbin, dont le mémoire de master en Sciences spatiales a servi de base à cette étude. Les observations des aurores de Ganymède antérieures à Juno étaient limitées par la résolution spatiale des observations réalisées depuis la Terre , et elles ne pouvaient pas résoudre les structures à petite échelle typiques des aurores planétaires."

Le LPAP est activement impliqué dans l'analyse des observations aurorales collectées par les instruments infrarouge et ultraviolet de Juno. Le spectrographe ultraviolet de Juno (UVS) a atteint des résolutions spatiales de quelques kilomètres sur Ganymède, permettant à l'équipe de découvrir que l'aurore est localement fragmentée en une chaîne de taches. « Des structures similaires, connues sous le nom de "perles", ont été observées dans les aurores de la Terre et de Jupiter, où elles sont liées aux sous-orages et aux orages de l'aube, des réarrangements à grande échelle de la magnétosphère qui libèrent d'énormes quantités d'énergie et produisent une activité aurorale intense, explique Alessandro Moirano, chercheur au LPAP et premier auteur de la publication scientifique. » Ganymède interagit avec l'environnement spatial de Jupiter de manière similaire à la façon dont la Terre interagit avec le vent solaire ; par conséquent, la découverte de taches aurorales sur Ganymède similaires aux perles terrestres suggère que le(s) processus physique(s) fondamental(aux) pourrait(ent) être généralement induit(s) dans le couplage entre tout corps céleste, sa magnétosphère et les forces externes.

« 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 si ces taches sont fréquentes ni comment elles évoluent au fil du temps. Heureusement, la mission Juice de l'ESA (Jupiter Icy Moons Explorer) est actuellement en route vers Jupiter, où elle arrivera en 2031, et effectuera des observations dédiées de Ganymède », déclare Bertrand Bonfond, chercheur qualifié FNRS. La sonde est équipée d'un spectrographe ultraviolet similaire à celui de Juno : cela nous permettra de recueillir des observations sur des périodes plus longues, de surveiller l'évolution des aurores de Ganymède et, espérons-le, de dévoiler de nouveaux mystères.

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