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Écoutez les émissions radio effrayantes du vaisseau spatial Juno de la NASA enregistrées depuis Jupiter et sa lune Io

Cette image traitée d’Io par New Horizons montre un panache de 290 kilomètres de haut (180 miles de haut) du volcan Tefstar près du pôle nord d’Io. Le panache beaucoup plus petit de Prométhée est également visible à 9 heures. Le sommet du panache du volcan Masubi apparaît comme un point lumineux irrégulier près du bas. Crédit : NASA/JHUAPL/SwRI

L’instrument Juno Waves a écouté les émissions radio du champ magnétique massif de Jupiter pour trouver leurs emplacements exacts.

En écoutant la pluie d’électrons affluer dans Jupiter depuis sa lune volcanique condensée Io, des chercheurs utilisant le vaisseau spatial Juno de la NASA ont découvert ce qui déclenche de puissantes émissions radio dans le champ magnétique géant de la planète monstre. La nouvelle découverte met en lumière le comportement des énormes champs magnétiques générés par les planètes géantes gazeuses telles que Jupiter.

Jupiter a le champ magnétique le plus grand et le plus puissant de toutes les planètes de notre système solaire, avec une force à sa source environ 20 000 fois plus forte que celle de la Terre. Il est exposé au vent solaire, qui est un flux de particules chargées électriquement et de champs magnétiques qui soufflent constamment du soleil. Selon l’intensité du vent solaire, le champ magnétique de Jupiter peut s’étendre de 3,2 millions de kilomètres vers le Soleil et s’étendre à plus de 965 millions de kilomètres du Soleil, jusqu’à l’orbite de Saturne. .

Lignes de champ magnétique reliant l'orbite d'Io à l'atmosphère de Jupiter

Les lignes multicolores de cette image conceptuelle représentent les lignes de champ magnétique reliant l’orbite d’Io à l’atmosphère de Jupiter. Les ondes radio sont émises par la source et se propagent le long des parois du cône creux (la zone grise). Juno, dont l’orbite est représentée par la ligne blanche traversant le cône, reçoit le signal lorsque la rotation de Jupiter balaie le cône au-dessus du vaisseau spatial. Crédit : NASA/GSFC/Jay Friedlander

Jupiter a de nombreuses grandes lunes en orbite dans son énorme champ magnétique, Io étant la plus proche. Io est pris dans le bras de fer entre Jupiter et ses deux lunes voisines, générant de la chaleur interne qui alimente des centaines d’éruptions volcaniques à sa surface.

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Ensemble, ces volcans libèrent une tonne de matière (gaz et particules) par seconde dans l’espace près de Jupiter. Certains de ces matériaux se décomposent en ions et électrons chargés électriquement et sont rapidement capturés par le champ magnétique de Jupiter. Lorsque le champ magnétique de Jupiter dépasse Io, les électrons de la Lune accélèrent le long du champ magnétique vers les pôles de Jupiter. En cours de route, ces électrons génèrent des ondes radio « décamétriques » (appelées émissions radio décimales, ou DAM). L’instrument Juno Waves peut « écouter » cette émission radio générée par la pluie d’électrons.

Juno syntonise l’une de ses stations de radio préférées. Écoutez les émissions radio décimales générées par l’interaction d’Io avec le champ magnétique de Jupiter. L’instrument à ondes de Juno détecte les signaux radio lorsque le chemin de Juno traverse le faisceau et est un motif en forme de cône. Le faisceau lumineux de cette lampe est similaire à celui qui n’émet qu’un anneau de lumière et non un faisceau complet. Les scientifiques de Juno traduisent ensuite l’émission radio détectée en une fréquence comprise dans la plage audible de l’oreille humaine. Crédit : Université de l’Iowa/SwRI/NASA

Les chercheurs ont utilisé les données des ondes Juno pour déterminer les emplacements exacts dans le vaste champ magnétique de Jupiter d’où provenaient ces émissions radio. Ces emplacements sont les bonnes conditions pour la génération d’ondes radio ; Ils ont la bonne intensité de champ magnétique et la bonne densité d’électrons (ni trop ni trop peu), selon l’équipe.

« La radio sera probablement stable, mais Juno doit être au bon endroit pour écouter », a déclaré Yasmina Martos du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et de l’Université du Maryland, College Park.

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Les ondes radio de la source rayonnent le long des parois d’un cône creux qui aligne et contrôle la force et la forme du champ magnétique de Jupiter. Juno ne reçoit le signal que lorsque la rotation de Jupiter balaie le cône au-dessus du vaisseau spatial, de la même manière qu’un phare est brièvement allumé sur un navire en mer. Martos est l’auteur principal d’un article sur cette recherche publié en juin 2020 dans Journal de recherche géophysique, Planètes.

Les données de Juno ont permis à l’équipe de calculer que l’énergie des électrons générant des ondes radio était beaucoup plus élevée que prévu, jusqu’à 23 fois plus grande. De plus, les électrons n’ont pas nécessairement besoin de provenir d’une lune volcanique. Par exemple, ils pourraient se trouver dans le champ magnétique de la planète (la magnétosphère) ou provenir du soleil dans le cadre du vent solaire, selon l’équipe.

Référence : « Juno révèle de nouvelles perspectives sur les émissions radio décennales liées à Io » par Yasmina M. Martos, Masafumi Imai, John EP Konerny, Stavros Kotsiaros et William S. Journal de recherche géophysique, Planètes.
DOI : 10.1029/ 2020JE006415

En savoir plus sur ce projet et la mission de Juno

La recherche a été financée par le projet Juno des subventions de la NASA NNM06AAa75c et 699041X pour le Southwest Research Institute de San Antonio, Texas, et la subvention de la NASA NNN12AA01C pour le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, une division du California Institute of Technology à Pasadena, en Californie. L’équipe est composée de chercheurs de la NASA Goddard, National Institute of Technology (KOSEN) à Tokyo, au Japon. Niihama College à Niihama, Ehime, Japon, Université de l’Iowa, Iowa City; et l’Université technique du Danemark à Kongens Lyngby, Danemark. Le JPL de la NASA dirige la mission Juno pour le chercheur principal Scott J. Bolton du Southwest Research Institute. Juno fait partie du programme New Frontiers de la NASA, qui est géré au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la direction de la mission scientifique de l’agence à Washington. Lockheed Martin Space à Denver a construit et exploité le vaisseau spatial.

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