Hubble nous prouve une fois de plus qu’il en a encore dans le ventre en nous fournissant des images spectaculaires de Saturne. Cette fois-ci, ce ne sont pas ces anneaux qui sont au centre de l’attention, mais ses impressionnantes aurores polaires. Grâce à une combinaison d’observations et de mesures effectuées par télescope spatial, les astronomes ont reconstitué des images mettant en valeur, une fois de plus, les caractéristiques de la belle Saturne.

Le télescope spatial Hubble a exploité son spectrographe d’imagerie pour étudier les aurores de Saturne sur une période de 7 mois, avant et après le solstice d’été dans son hémisphère nord. Il s’agit des meilleures périodes d’observation pour les aurores polaires.

Il faut savoir que sur Terre, les aurores sont générées par les vents solaires qui interagissent avec les particules chargées (principalement des protons et des électrons) dans notre magnétosphère. Ces particules chargées « tombent » ensuite dans l’ionosphère et se déplacent le long des lignes de champ magnétique de la planète, jusqu’aux pôles, où les interactions avec d’autres particules (telles que l’oxygène et l’azote) se manifestent sous la forme de lumières de diverses couleurs dans le ciel nocturne.

saturne aurores ultraviolet 2018

Un gros plan des aurores boréales de Saturne, pris avec le spectrographe du télescope spatial Hubble. Crédits : ESA/Hubble, NASA & L. Lamy (Observatoire de Paris)

Les aurores ne sont pas des phénomènes uniquement observables sur Terre. En effet, d’autres planètes au sein du Système solaire ont des aurores à leurs pôles. C’est le cas notamment de Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Nous n’avons cité ici que des exemples de planètes situées dans notre système solaire, mais il existe aussi des exoplanètes montrant des activités aurorales.

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Par contre, les aurores observables sur d’autres planètes ne sont pas tout à fait identiques aux nôtres. Par exemple, les aurores permanentes de Jupiter ne sont pas causées par le vent solaire, mais par un mécanisme particulier qui n’est pas encore totalement compris, et que les scientifiques étudient actuellement afin d’en élucider les mystères.

Pour en revenir à Saturne, bien que son anneau auroral principal semble être généré par le vent solaire, certaines taches visibles ne le sont pas. Ces dernières représentent elles aussi, un phénomène que les chercheurs tentent encore de comprendre.

Contrairement aux aurores terrestres, celles de Saturne, Jupiter, Uranus et Neptune, ne peuvent pas être vues dans le spectre visible, car les interactions en jeu sont en grande partie basées sur l’hydrogène.

C’est là qu’intervient le spectrographe d’imagerie de Hubble, capable de visualiser la longueur d’onde ultraviolette, dans laquelle les aurores apparaissent. Pour réaliser l’image que vous voyez ci-dessous, les données ultraviolettes de l’aurore ont été ajoutées aux données optiques de la planète, ce qui a permis d’obtenir une image composite spectaculaire.

saturne aurores 2018

Rendu visuel composite imageant les mesures effectuées par le télescope spatial Hubble des aurores boréales ultraviolettes de Saturne, combinées à une image dans le spectre visible de la planète. Hubble a mesuré les aurores entourant le pôle Nord de Saturne pendant des mois, dans le but de récolter des données sur le champ magnétique de la planète. Image en HQ ici. Crédits : ESA/Hubble, NASA, A. Simon (GSFC) et l’équipe OPAL, J. DePasquale (STScI), L. Lamy (Observatoire de Paris)

Les observations ont également été programmées pour coïncider avec la mission Grand Finale de Cassini, au cours de laquelle la désormais célèbre sonde a pu observer de plus près la région aurorale de la planète, avant d’effectuer son plongeon final dans la planète gazeuse.

Les données combinées montrent une activité aurorale riche et variée, a déclaré l’équipe de Hubble. Une vidéo a même été réalisée afin de montrer la variation des aurores au cours du temps :

saturne aurores 2018 animation

Ce gif montre la variation des aurores dans les régions septentrionales de Saturne à travers le temps. La variabilité des aurores est influencée par le vent solaire et la rotation rapide de Saturne. Crédits : ESA/Hubble, NASA & L. Lamy (Observatoire de Paris)

« La variabilité des aurores est influencée à la fois par le vent solaire et par la rotation rapide de Saturne, qui ne dure que 11 heures environ », ont écrit les chercheurs dans un communiqué. « En plus de cela, l’aurore septentrionale présente deux pics de luminosité distincts – à l’aube et juste avant minuit. Ce dernier pic, non signalé auparavant, semble spécifique à l’interaction du vent solaire avec la magnétosphère au solstice de Saturne » ajoutent-ils.

Hubble avait déjà étudié les aurores de Saturne dans le passé. En 2004 par exemple, le télescope spatial a observé avec attention les aurores boréales peu après le solstice méridional et en 2009, il a profité d’une rare opportunité d’immortaliser Saturne lorsque ses anneaux étaient alignés. Cela a permis à Hubble d’observer simultanément les deux pôles et leurs aurores.

Dans le cadre de ces observations précédentes effectuées par le télescope, les aurores de Saturne avaient révélé la présence d’une activité radio ainsi qu’une asymétrie aurorale polaire, indiquant un champ magnétique inégal.

Ces recherches et analyses permettront aux chercheurs, entre autre, d’en savoir plus sur le puissant champ magnétique de la planète.

Source : Hubble Space Telescope

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