Parmi les intenses émissions aurorales présentes sur les pôles de Jupiter, certaines résultent de l’interaction entre les lunes Galiléennes – Io, Europe, Ganymède et Callisto – et l’environnement de particules chargées autour de Jupiter. Ces émissions induites par les lunes, observées à la fois dans les longueurs d’ondes ultraviolettes, visibles, infrarouges et radios et sans équivalent sur Terre, sont appelées empreintes aurorales.
Grâce au télescope spatial Hubble, les empreintes aurorales ultraviolettes de trois des quatre lunes Galiléennes – Io, Europe et Ganymède – ont été clairement identifiées et étudiées depuis le début des années 2000 . Depuis Juillet 2016 , la mission Juno en orbite autour de Jupiter permet de poser un nouveau diagnostic sur les propriétés de ces empreintes aurorales et les mécanismes physiques à leur origine grâce à des observations répétées acquises lors de survols rapprochés des régions aurorales de Jupiter. Malgré cela, aucune détection claire de l’empreinte aurorale de Callisto, la quatrième lune Galiléenne la plus distante de Jupiter, n’avait été rapportée. Une telle détection est en effet rendue complexe par sa faible brillance attendue, mais aussi à cause de sa proximité avec d’autres émissions aurorales de Jupiter, bien plus intenses.
L’empreinte aurorale ultraviolette de Callisto révélée par l’instrument UVS
Une étude récemment publiée dans la revue Nature Communications, menée par une équipe de scientifiques français (voir encadré), montre cependant qu’il existe des opportunités d’identifier l’empreinte aurorale ultraviolette de la lune Callisto. En utilisant les observations de l’instrument UVS (UltraViolet Spectrometer) à bord de la mission spatiale Juno de la NASA, ils ont ainsi montré qu’en Septembre 2019, les émissions aurorales principales de Jupiter ont été significativement déplacées de leur position habituelle sur les pôles de Jupiter. Ce décalage résulte d’une expansion globale de la magnétosphère de Jupiter à la suite d’un changement des propriétés du vent solaire, ce flux permanent de particules provenant du Soleil se propageant dans le milieu interplanétaire et interagissant avec les objets du Système solaire. En conséquence, l’empreinte aurorale ultraviolette de Callisto, habituellement masquée par ces intenses émissions aurorales, se révèle. Pour la première fois, les empreintes aurorales des quatre lunes galiléennes sont observéessimultanément sur le pôle nord de Jupiter.
Les mesures réalisées par Juno conjointement aux observations ultraviolettes, notamment celles d’électrons, obtenues grâce à l’instrument JADE (Jupiter Auroral Distributions Experiment) auquel l’IRAP a contribué, et d’ondes, montrent que les empreintes aurorales des quatre lunes Galiléennes sont générées par des mécanismes physiques similaires. En confirmant l’existence de l’empreinte aurorale de Callisto avec un niveau de détail sans précédent, cette étude complète ainsi notre compréhension des couplages lunes-planètedans le système de Jupiter.
