Les télescopes et instruments de l'observatoire WM Keck, à Hawaï, nous permettent d'étudier les lunes principales de Jupiter. Il se confirme qu'elles possèdent toutes des aurores polaires, comme sur Terre, mais avec quelques différences.
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Le regretté André Brahic et Jean-Pierre Bibring ont expliqué à Futura que ce qui les avait frappés avec leurs collègues lors de l'exploration des planètes du Système solaire depuis presque 50 ans c'est leur grande diversité. Il y a tout de même une unité aussi, de sorte que les planétologues peuvent transposer en partie ce qu'ils ont appris en étudiant la Terre.
Aujourd'hui, une équipe d'astronomesastronomes utilisant les instruments disponibles avec l'observatoire WM KeckKeck sur Maunakea à Hawaï vient de faire savoir qu'elle avait mis en évidence dans la bande des longueurs d'onde visibles le phénomène des aurores boréalesaurores boréales sur les quatre principales lunes de JupiterJupiter, c'est-à-dire les fameuses lunes galiléennes. Dans l'ordre d'éloignement à Jupiter il y a d'abord IoIo la volcanique, Europe la glacée, puis GanymèdeGanymède et CallistoCallisto. Les chercheurs ont publié leurs résultats à ce sujet dans deux articles de The Planetary Science Journal.
Le communiqué du Keck explique que pour mettre en évidence les aurores polaires des lunes médicéennes, comme GaliléeGalilée leur découvreur les avait nommées en honneur de son protecteur de la famille des Médicis, ce sont des spectromètres à haute résolutionrésolution qui ont été nécessaires et qu'il n'était en rien évident de pouvoir détecter la faible lumière des aurores lorsque les lunes étaient plongées dans l'ombre de Jupiter. La détection aurait été de toute façon bien plus difficile alors que les lunes passaient devant la face diurnediurne de Jupiter, car la lumière des aurores était noyée dans celle réfléchie par les nuagesnuages de la géante gazeusegéante gazeuse.
Des aurores bavardes sur la composition des atmosphères des lunes de Jupiter
Les aurores sont de couleurscouleurs et de caractéristiques plus ou moins distinctes et elles se font au sommet d'atmosphèresatmosphères des lunes qui sont plus ténues que dans le cas de la Terre. On voit ainsi les émissionsémissions des atomesatomes bombardés par les particules chargées, canalisées dans la puissante magnétosphèremagnétosphère de Jupiter. Les spectromètres ont montré que les quatre lunes galiléennes possèdent des émissions aurorales avec l'oxygèneoxygène assez similaires à celles que nous voyons dans le ciel près des pôles de la Terre, mais les atmosphères sur les lunes de Jupiter étant beaucoup plus fines et ténues, on obtient une couleur rouge foncé qui brille près de 15 fois plus que la lumière verte familière sur Terre.
Sur Europe et Ganymède, l'oxygène brille également dans l'infrarougeinfrarouge. Quant à Io, la lune la plus intérieure de Jupiter, ce qui influe sur la nature des émissions aurorales, ce sont les panaches volcaniques de gazgaz et de poussière dont certains atteignent des centaines de kilomètres de hauteur. Ces panaches contiennent des sels comme le chlorure de sodiumsodium et le chlorure de potassiumpotassium, qui se décomposent pour produire des couleurs supplémentaires. Le sodium donne ainsi aux aurores d'Io la même lueur jaune-orange que nous voyons dans les réverbères urbains.
L'astronome et planétologue Katherine de Kleer résume en quelque sorte la situation en ces termes : « La luminositéluminosité des différentes couleurs des aurores nous dit de quoi sont probablement composées les atmosphères de ces lunes. Nous constatons que l'oxygène moléculaire, tout comme celui que nous respirons ici sur Terre, est probablement le principal constituant des atmosphères des lunes glacées. »
Les astronomes ont utilisé de nouveaux ensembles de données et d'archives du télescope spatial Hubble de la Nasa pour découvrir des preuves de vapeur d'eau dans l'atmosphère de la lune Ganymède de Jupiter. La vapeur est présente en raison de l'excitation thermique des molécules d'eau de la surface glacée de la lune. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Nasa Goddard
Une atmosphère qui gèle en quelques heures
L'équipe de chercheurs a également apporté quelques éléments supplémentaires qui confortent la thèse de la présence de vapeur d'eau dans l'atmosphère de Europe, Ganymède et Callisto, mais sans trancher vraiment les débats à ce sujet. On s'attend à cette présence étant donné que l'on suspecte fortement la présence d'océans souterrains, ce qui est en fait une certitude dans le cas d'Europe pour laquelle des geysers probables ont été détectés avec Hubble.
Les mesures concernant la présence de dioxyde de soufresoufre dans l'atmosphère d'Io faites par les planétologues ont également confirmé, une fois de plus, ce que Futura expliquait déjà dans un précédent article dont nous reprenons le contenu partiellement.
Io apparaît comme un monde infernal, couvert de dépôts soufrés. Mais quand la lune passe dans l'ombre de Jupiter au moment d'une éclipseéclipse, ce qui se produit toutes les 42 heures environ, son atmosphère, largement composée de dioxyde de soufre (SO2) gèle littéralement et se contracte - ce qui se note en voyant la brusque baisse du SO2 dans cette atmosphère et que révèle le spectromètre.
On est certes loin du Soleil, de sorte que la température de l'atmosphère de Io, malgré son volcanismevolcanisme actif, est de 127 kelvinskelvins (-146 °C). Mais elle descend à 105 kelvins (-168 °C) au cours des deux heures que passe la lune dans l'ombre de Jupiter avant de remonter à sa sortie. À cette température le SO2 se condense subitement en devenant solidesolide avant de se sublimer complètement une fois l'éclipse terminée.
