La cartographie électromagnétique des émissions aurorales des lunes de Jupiter remise à jour grâce à Juno

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7 février 2024

Le champ magnétique intense de Jupiter donne naissance à la plus vaste magnétosphère du système solaire. A l’intérieur de celle-ci, le mouvement des ions et des électrons est régi par le champ magnétique. Une compréhension précise de la configuration et des propriétés du champ magnétique est donc cruciale pour l’étude du mouvement des particules chargées dans cet environnement. Depuis la sonde Pioneer 10, première à explorer in situ la magnétosphère de Jupiter en 1973, de nombreuses missions se sont succédé. Leurs données respectives ont alors rendu possible la construction de différents modèles permettant de représenter le champ magnétique dans la magnétosphère de la planète géante le plus fidèlement possible.

Dans une étude publiée récemment dans la revue Journal of Geophysical Research : Space Physics, une équipe de scientifiques de l’IRAP en collaboration avec des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille et du Southwest Research Institute a testé la précision de ces modèles sur les observations in situ des missions Galileo et Juno. Ils ont notamment examiné la précision des modèles de magnétodisque, ce disque de plasma fin en orbite autour de Jupiter générant un champ magnétique qui s’ajoute à celui créé par la puissante dynamo interne de Jupiter. L’équipe a également étudié la précision des modèles de champ quant à la prédiction de la localisation des empreintes aurorales des lunes Io, Europe et Ganymède sur les pôles de la planète.

L’équipe a ainsi montré que ces dernières, observées par le spectromètre UltraViolet UVS à bord de Juno, étaient bien cartographiées lorsque le modèle de champ magnétique interne de Jupiter était couplé avec le modèle de magnétodisque le plus récent, issu des données de champ magnétique de Juno. Les écarts liés au temps local, c’est-à-dire à la position du Soleil, se révèlent par ailleurs moins importants que ceux théorisés par certains de ces modèles. Une comparaison entre les mesures de champ magnétique obtenues par Juno et Galileo et les estimations des modèles est également présentée, montrant que dans la magnétosphère externe (R > 30 RJ), le modèle basé sur les données Galileo s’avère plus précis. Ces résultats apportent un diagnostic précieux pour l’analyse des données de Juno en cours et pour la planification des observations futures de la mission JUICE.

La position des aurores UV créées par les lunes Io (gauche), Europe (centre) et Ganymede (droite) sur les pôles nord et sud de Jupiter (croix bleues) est comparée aux prédictions de deux modèles de champ magnétique (trait vert et rouge). Le modèle le plus récent, en rouge, prédit mieux la position des empreintes aurorales que le modèle en vert. L’intensité du champ magnétique à la surface de la planète est représentée en fond.

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