La magnétosphère de Jupiter est-elle plus énergétique à l’ère de Juno ?

Ganymède, la seule lune magnétisée de notre système solaire, orbite profondément à l’intérieur de la magnétosphère géante de Jupiter où elle interagit avec le disque de plasma magnétisé en corotation autour de la planète, son magnétodisque. Les intensités des ions et des électrons précipitant à la surface de Ganymède dépendent notamment de la localisation de la Lune par rapport au magnétodisque jovien et de sa variabilité spatio-temporelle. Une équipe de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP-OMP – CNES/CNRS/UT3) et de l’Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace (ISAE-SUPAERO) propose une quantification complète des propriétés des électrons le long de l’orbite de Ganymède à l’aide des observations de la sonde Juno. En comparant leurs résultats avec les observations et modèles basés sur Galileo, ils observent que ces deux derniers sous-estimaient les flux d’électrons (d’un facteur 2 à 9), en particulier aux hautes énergies (entre 20 keV et 2 MeV).

Ceci est réalisé en combinant les observations obtenues pendant cinq ans autour de Jupiter à partir de deux instruments à bord de Juno – l’expérience de distributions aurorales joviennes (JADE) à laquelle l’IRAP a contribué, et le détecteur de particules énergétiques de Jupiter (JEDI) – afin de construire des spectres composites des populations d’électrons et dériver leurs flux, densités et pressions omnidirectionnels.

Les chercheurs de l’IRAP rapportent ainsi que les flux omnidirectionnels moyens d’électrons sont considérablement atténués lorsqu’ils sont mesurés au-dessus ou au-dessous du magnétodisque, ainsi qu’à l’intérieur de la magnétosphère de la lune, où son champ magnétique intrinsèque fournit un blindage supplémentaire. Ils confirment que la densité totale électronique est dominée par la population thermique, alors que la pression totale est dominée par la population suprathermique.

La méthode développée au cours de leur étude est actuellement adaptée et appliquée pour caractériser les environnements électrons et ions où orbitent les autres lunes galiléennes, Europa et Callisto. Une telle caractérisation détaillée permettra de contraindre les paramètres d’entrée des simulations numériques dédiées à l’étude de la météo spatiale planétaire et des interactions lune-magnétosphère à Jupiter, ainsi que d’affiner les modèles empiriques d’environnement radiatif pour chacune d’entre elles pour les futurs missions spatiales comme la mission JUICE (Jupiter ICy moon Explorer) de l’Agence Spatiale Européenne.

Ressources complémentaires

• Publication scientifique : Temporal and Spatial Variability of the Electron Environment at the Orbit of Ganymede as Observed by Juno, by Sarah Pelcener, Nicolas André, Quentin Nénon, Jonas Rabia, Mathias Rojo, Aneesah Kamran, Michel Blanc, Philippe Louarn et al., Journal of Geophysical Research – Space Physics, https://doi.org/10.1029/2023JA032043, May 2024
• Site Web IRAP : https://www.irap.omp.eu/project/juno-jade/
• ANR FACOM : https://anr.fr/Projet-ANR-22-CE49-0005
• Météorologie spatiale planétaire : https://www.europlanet-society.org/europlanet-2024-ri/spider/

Contacts IRAP

• Sarah PELCENER, IRAP, stagiaire M2 ASEP, sarah.pelcener@yahoo.fr
• Nicolas ANDRE, IRAP et ISAE/SUPAERO, nicolas.andre@irap.omp.eu et nicolas.andre@isae-supaero.fr