La première détection d'un champ magnétique planétaire interne variable vient d'être effectuée par la sonde JUNO. Cette variation séculaire se passe sur Jupiter et elle serait due à des vents atmosphériques.
Parmi les six planètes de notre système qui possèdent une dynamo active, une variation séculaire du champ magnétique avait été observée jusqu'ici uniquement sur notre bonne vieille Terre. Jupiter vient donc récupérer un point commun avec notre planète. Kimberly Moore (Harvard University) et ses collègues attendaient cette nouvelle depuis la mise en orbite de JUNO autour de Jupiter. Ils ont exploité le magnétomètre de JUNO et ses données enregistrées durant les 8 premiers survols de Jupiter pour en comparer les données avec ce qui avait pu être enregistré par les sondes Pioneer 10 et 11, Voyager 1 et Ulysse entre 1973 et 1992. La précision de l'instrument de JUNO et sa trajectoire polaire s'approchant au plus près de la planète géante ont fait la différence. Les planétologues américains ont ainsi pu produire une véritable cartographie des champs magnétiques de Jupiter en 3D. Ces comparaisons à 45 ans d'intervalle montrent une claire variation du champ magnétique interne de Jupiter.
Selon les chercheurs dont l'étude est publiée cette semai dans Nature Astronomy, l'origine de cette variation séculaire du champ magnétique interne de Jupiter peut être expliquée par l'effet de vents "zonaux". Ces vents atmosphériques s'étendent depuis le sommet de l'atmosphère jusqu'à 3000 km en profondeur. A cette profondeur, le gaz commence à se transformer en liquide sous l'effet de la pression et de la température devenues énormes. Les mouvements atmosphériques auraient pour effet de cisailler et étendre les champs magnétiques. Les chercheurs parviennent à montrer que les variations de champs magnétique observées ne peuvent pas provenir de variations du champ de la magnétosphère (en dehors de l'atmosphère) ni par d'éventuelles variations de la rotation de la planète géante. Selon les planétologues, là où les vents zonaux agissent au plus profond dans les couches gazeuses de Jupiter, la conductivité électrique de l'enveloppe d'hydrogène devient suffisante pour produire une advection sur le champ magnétique.
Et ils montrent également que ces variations séculaires du champ magnétiques sont plus importantes au niveau d'une région très particulière de Jupiter, baptisée la Grande Tache Bleu, et qui correspond à un curieux troisième pôle magnétique situé non loin de l'équateur et qui a été mis en évidence il y a deux ans.
Ces résultats apportent une détermination indépendante du profil des vents profonds de Jupiter, par une méthode magnétique qui vient donc s'ajouter intelligemment aux méthodes gravitationnelles. Avec cette nouvelle compréhension, les futures mesures de JUNO permettront de construire une véritable carte des variations magnétiques de Jupiter à grande échelle, et pourquoi pas de mieux appréhender les variations séculaires magnétiques de la Terre.
Source
Time variation of Jupiter’s internal magnetic field consistent with zonal wind advection.
Kimberly Moore et al.
Nature Astronomy ( May 20, 2019)
Illustration
Visualisation des lignes de champ magnétique autour de Jupiter (NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.)
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