Les scientifiques qui étudient les données du vaisseau spatial Cassini de la NASA et du télescope spatial Hubble ont découvert que les aurores de Saturne se comportent différemment de ce que les scientifiques pensaient depuis 25 ans.
Les chercheurs, dirigés par John Clarke de l'Université de Boston, ont découvert que les aurores de la planète, longtemps considérées comme un croisement entre celles de la Terre et de Jupiter, sont fondamentalement différentes de celles observées sur l'une ou l'autre des deux autres planètes. L'équipe analysant les données de Cassini comprend le Dr Frank Crary, chercheur au Southwest Research Institute à San Antonio, Texas, et le Dr William Kurth, chercheur à l'Université de l'Iowa, Iowa City.
Hubble a pris des photos ultraviolettes des aurores de Saturne pendant plusieurs semaines, tandis que l'instrument de science des ondes radio et plasma de Cassini a enregistré l'augmentation des émissions radio des mêmes régions, et les instruments de spectromètre et magnétomètre à plasma Cassini ont mesuré l'intensité de l'aurore avec la pression du soleil vent. Ces ensembles de mesures ont été combinés pour donner un aperçu le plus précis à ce jour des aurores de Saturne et du rôle du vent solaire dans leur génération. Les résultats seront publiés dans le numéro du 17 février de la revue Nature.
Les résultats montrent que les aurores de Saturne varient d'un jour à l'autre, comme elles le font sur Terre, se déplaçant certains jours et restant stationnaires d'autres. Mais par rapport à la Terre, où l'éclaircissement spectaculaire des aurores ne dure que 10 minutes environ, Saturne peut durer des jours.
Les observations montrent également que le champ magnétique du Soleil et le vent solaire peuvent jouer un rôle beaucoup plus important dans les aurores de Saturne qu'on ne le pensait auparavant. Les images de Hubble montrent que les aurores restent parfois immobiles pendant que la planète tourne en dessous, comme sur Terre, mais montrent également que les aurores se déplacent parfois avec Saturne lorsqu'elle tourne sur son axe, comme sur Jupiter. Cette différence suggère que les aurores de Saturne sont entraînées de manière inattendue par le champ magnétique du Soleil et le vent solaire, et non par la direction du champ magnétique du vent solaire.
"Les aurores de la Terre et de Saturne sont entraînées par les ondes de choc du vent solaire et les champs électriques induits", a déclaré Crary. "Une grande surprise a été que le champ magnétique intégré au vent solaire joue un rôle plus petit à Saturne."
Sur Terre, lorsque le champ magnétique du vent solaire pointe vers le sud (opposé à la direction du champ magnétique terrestre), les champs magnétiques s’annulent partiellement et la magnétosphère est «ouverte». Cela laisse entrer la pression du vent solaire et les champs électriques et leur permet d'avoir un fort effet sur l'aurore. Si le champ magnétique du vent solaire n'est pas vers le sud, la magnétosphère est "fermée" et la pression du vent solaire et les champs électriques ne peuvent pas entrer. "Près de Saturne, nous avons vu un champ magnétique du vent solaire qui n'a jamais été fortement au nord ou au sud. La direction du champ magnétique du vent solaire n'a pas eu beaucoup d'effet sur l'aurore. Malgré cela, la pression du vent solaire et le champ électrique affectaient encore fortement l'activité aurorale », a ajouté Crary. Vue depuis l'espace, une aurore apparaît comme un anneau d'énergie encerclant la région polaire d'une planète. Les écrans auroraux sont stimulés lorsque des particules chargées dans l'espace interagissent avec la magnétosphère d'une planète et se déversent dans la haute atmosphère. Les collisions avec des atomes et des molécules produisent des éclairs d'énergie rayonnante sous forme de lumière. Les ondes radio sont générées par des électrons lorsqu'ils tombent vers la planète.
L'équipe a observé que même si les aurores de Saturne partagent des caractéristiques avec les autres planètes, elles sont fondamentalement différentes de celles de la Terre ou de Jupiter. Lorsque les aurores de Saturne deviennent plus brillantes et donc plus puissantes, l'anneau d'énergie entourant le pôle rétrécit en diamètre. À Saturne, contrairement à l'une des deux autres planètes, les aurores deviennent plus lumineuses à la frontière jour-nuit de la planète, qui est également l'endroit où les tempêtes magnétiques augmentent en intensité. À certains moments, l'anneau auroral de Saturne ressemble plus à une spirale, ses extrémités ne sont pas connectées lorsque la tempête magnétique fait le tour du pôle.
Les nouveaux résultats montrent quelques similitudes entre les aurores de Saturne et de la Terre: les ondes radio semblent être liées aux spots auroraux les plus brillants. "Nous savons que sur Terre, des ondes radio similaires proviennent d'arcs auroraux brillants, et la même chose semble être vraie à Saturne", a déclaré Kurth. "Cette similitude nous dit que, à la plus petite échelle, la physique qui génère ces ondes radio est semblable à ce qui se passe sur Terre, malgré les différences de localisation et de comportement des aurores."
Maintenant que Cassini est en orbite autour de Saturne, l'équipe sera en mesure de voir plus directement comment les aurores de la planète sont générées. Ils examineront ensuite comment le champ magnétique du Soleil peut alimenter les aurores de Saturne et apprendront plus de détails sur le rôle que le vent solaire peut jouer. Comprendre la magnétosphère de Saturne est l'un des principaux objectifs scientifiques de la mission Cassini.
Pour les dernières images et informations sur la mission Cassini-Huygens, visitez http://saturn.jpl.nasa.gov et http://www.nasa.gov/cassini.
La mission Cassini-Huygens est une mission coopérative de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale italienne. Le Jet Propulsion Laboratory, une division du California Institute of Technology à Pasadena, gère la mission du Bureau des sciences spatiales de la NASA, Washington, D.C.
Source d'origine: communiqué de presse NASA / JPL
