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Des aurores brillent aussi dans le ciel de ces quatre lunes

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Crédits : MartinStr/Pixabay

Notre monde n’est pas le seul à profiter de spectacles de lumière spectaculaires dans son atmosphère. De nouvelles recherches publiées dans le Planetary Science Journal montrent en effet que des aurores peuvent également être observées sur les lunes galiléennes de Jupiter : Io, Europe, Callisto et Ganymède.

Des aurores dans le système jovien

Sur Terre, il est possible d’observer des aurores boréales aux hautes altitudes. Ces spectacles nocturnes se produisent lorsque les champs magnétiques et les particules énergétiques éjectées du soleil atteignent la Terre et sont piégés par la bulle magnétique de notre planète. Ces particules plongent alors vers les pôles magnétiques nord et sud et viennent « s’écraser » sur les molécules de gaz présents dans la haute atmosphère, les énergisant brièvement. Ce processus libère alors plusieurs teintes de lumière visible, la plupart du temps vertes.

Dans le système jovien, le processus est différent. Mis à part Ganymède, les trois autres grandes lunes de Jupiter ne possèdent pas de champ magnétique. Au lieu de cela, leurs aurores doivent leur existence à Io. Son atmosphère, en partie alimentée par les éruptions volcaniques de la lune, se répand régulièrement dans l’espace. Ces particules se mêlent à la lumière du soleil et deviennent chargées électriquement. La plupart sont alors capturées par la bulle magnétique de Jupiter, mais certaines retombent dans l’atmosphère de Io ou dans les gaines gazeuses de ses trois sœurs. Ces impacts illuminent alors le ciel de ces quatre lunes.

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De gauche à droite : Io, Europe, Ganymède et Callisto. Crédits : NASA

Principalement du vert et du rouge

Ces aurores seraient moins lumineuses que celles observées sur notre planète. D’après l’étude, leur ciel brillerait dans des teintes parfois vertes, mais surtout rouges. Io afficherait même un éclat jaune-orange semblable à celui d’un réverbère.

Les couleurs des aurores lunaires sont principalement dictées par la composition atmosphérique de ces quatre mondes. La composante atmosphérique dominante de Callisto, Europe et Ganymède est l’oxygène moléculaire, ce qui explique les teintes aurorales vertes et rouges nouvellement découvertes. Les teintes orangées de Io proviennent principalement de composés de sodium et de potassium.

Ces aurores seraient assez régulières, s’estompant peu de temps après que Io soit passée dans l’ombre de Jupiter. Elles réapparaissent alors quelques heures après le retour de la lune volcanique sous les feux du soleil. Pour déterminer la présence de ces aurores, les chercheurs ont passé plusieurs années à observer ces lunes « se faire avaler » par l’ombre de Jupiter avant de réapparaître à travers plusieurs grands observatoires.

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Les lunes Io (en bas à gauche) et Europe (en haut à droite) orbitent autour de Jupiter. Crédits : NASA

Ces aurores visibles suggèrent également qu’il existe peu de vapeur d’eau dans les atmosphères d’Europe et de Ganymède. Il s’agit d’une observation surprenante dans la mesure où nous savons que ces deux lunes contiennent de vastes océans d’eau liquide souterrains. La prochaine mission européenne JUICE, dont le lancement est prévu en avril prochain, pourrait aider à résoudre cette énigme.