Jupiter : un étrange phénomène météo y fait grimper les températures jusqu’à 500 °C. Comment expliquer ce phénomène ?
Ils ont détecté pour la première fois une énorme vague de vent solaire qui a écrasé la bulle protectrice de Jupiter et fait passer sa température de 350 à 500 °C.
Des scientifiques de l'université de Reading ont découvert qu'en 2017, un vent solaire a touché Jupiter et comprimé sa magnétosphère (une bulle protectrice créée par le champ magnétique de la planète). Cela a créé une région chaude qui s'étend sur la moitié de la circonférence de Jupiter et présente des températures supérieures à 500 °C, ce qui est nettement plus élevé que la température atmosphérique de fond typique de 350 °C.
Une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique Geophysical Research Letters décrit pour la première fois une explosion solaire qui, selon les scientifiques, frappe Jupiter deux à trois fois par mois. Le Dr James O'Donoghue, auteur principal de l'étude à l'université de Reading, a déclaré : « Nous n'avions jamais observé la réaction de Jupiter au vent solaire auparavant, et la façon dont il a modifié l'atmosphère de la planète était tout à fait inattendue. C'est la première fois que nous observons une telle chose sur un monde extérieur.
Le vent solaire a écrasé la magnétosphère de Jupiter
Le vent solaire a écrasé le bouclier magnétique de Jupiter comme une gigantesque balle de squash. Cela a créé une région très chaude qui s'étend sur la moitié de la planète. Le diamètre de Jupiter est 11 fois supérieur à celui de la Terre, ce qui signifie que cette région chaude est énorme.
Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont étudié Jupiter, Saturne et Uranus de plus en plus en détail. Ces planètes géantes ne sont pas aussi résistantes à l'influence du soleil que nous le pensions ; elles sont vulnérables, tout comme la Terre.
Jupiter agit comme un laboratoire, nous permettant d'étudier comment le Soleil affecte les planètes en général. En observant ce qui s'y passe, nous pouvons mieux prévoir et comprendre les effets des tempêtes solaires qui pourraient perturber le GPS, les communications et les réseaux électriques sur Terre.
La cape magnétique de Jupiter
La majeure partie du champ magnétique de Jupiter est générée, comme dans le cas du champ magnétique terrestre, par une dynamo interne soutenue par la circulation d'un fluide conducteur dans son noyau externe (composé d'hydrogène métallique), en plus des courants électriques dans le plasma autour de Jupiter et des courants sur les bords de la magnétosphère de la planète.
La magnétosphère jupitérienne est la cavité créée dans le vent solaire par le champ magnétique de Jupiter. Elle s'étend sur 7 millions de kilomètres en direction du Soleil et presque aussi loin que l'orbite de Saturne dans la direction opposée. Elle est plus grande et plus puissante que toute autre magnétosphère du système solaire, et c'est aussi la plus grande structure continue connue après l'héliosphère. Elle est plus large et plus plate que la magnétosphère terrestre, et son moment magnétique est environ 18 000 fois plus élevé.
La magnétosphère de Jupiter est alimentée par le plasma issu de sa propre rotation, et non par le vent solaire, comme c'est le cas pour la magnétosphère terrestre. De forts courants dans la magnétosphère génèrent des aurores permanentes dans les régions polaires de Jupiter.
Les puissantes aurores de Jupiter libèrent d'énormes quantités d'énergie dans la haute atmosphère de la planète, principalement dans les régions polaires. Normalement, les températures diminuent progressivement vers l'équateur, reflétant la manière dont l'énergie aurorale est redistribuée sur la planète. Toutefois, une découverte récente a mis en évidence une vaste région à température élevée, éloignée des aurores, qui modifie ce schéma typique.
Des prévisions pour protéger la Terre
En combinant les observations au sol du télescope Keck, les données de la sonde Juno de la NASA et les modèles de vent solaire, les chercheurs ont déterminé qu'une région dense de vent solaire avait comprimé l'énorme magnétosphère de Jupiter peu de temps avant le début des observations. Cette compression semble avoir intensifié le chauffage auroral aux pôles de Jupiter, provoquant l'expansion de la haute atmosphère et l'étalement des gaz chauds vers l'équateur.
Les scientifiques pensaient auparavant que la rotation rapide de Jupiter limiterait le réchauffement auroral à ses régions polaires en raison de la force des vents. Cette découverte prouve le contraire et suggère que les atmosphères planétaires de notre système solaire pourraient être plus vulnérables aux influences solaires qu'on ne le pensait. Les éruptions solaires peuvent modifier de manière significative la dynamique de la haute atmosphère des grandes planètes, en générant des vents globaux qui déterminent la distribution de l'énergie sur la planète.
Le professeur Mathew Owens, coauteur de l'étude à l'université de Reading, a déclaré : « Notre modèle de vent solaire a correctement prédit le moment où l'atmosphère de Jupiter serait perturbée. Cela nous aide à mieux comprendre la précision de nos systèmes de prévision, ce qui est essentiel pour protéger la Terre des phénomènes météorologiques spatiaux dangereux.
En résumé, ce travail a permis d'observer que :
- La température de la haute atmosphère subaurale de Jupiter a augmenté de 200 K dans une région mesurant 180° de longitude par 8° de latitude.
- Les données de Juno et la modélisation du vent solaire montrent que la magnétosphère de Jupiter a été comprimée plusieurs heures auparavant par des courants de vent solaire rapides.
- L'élément chaud pourrait se déplacer vers l'équateur à partir de l'aurore à une vitesse de 1,1 ± 0,2 km/s, ou être entraîné par une nouvelle source d'énergie magnétosphérique.
Référence de l'article :
O'Donoghue, J., Moore, L., et al. "Sub-Auroral Heating at Jupiter Following a Solar Wind Compression". Geophysical Research Letters. 3 de abril de 2025.