Depuis son arrivée autour de la géante gazeuse le 5 juillet 2016, la sonde Juno de la NASA a recueilli de nombreuses informations sur l’atmosphère de la planète, son environnement magnétique et gravimétrique, ainsi que sur sa structure interne. Récemment, Juno est parvenue à observer une éruption volcanique violente d’un satellite naturel de Jupiter, Io.

Outre les images à couper le souffle montrant la géante gazeuse, la sonde nous fournit encore des données cruciales à la compréhension de son environnement. Le 21 décembre 2018, lors de la seizième orbite autour de l’astre, Juno a littéralement surpris les scientifiques lorsque quatre de ses caméras ont capturé des images de la lune jovienne Io, montrant ses régions polaires et repérant ce qui semblait être une éruption volcanique.

Les images ont été capturées par plusieurs instruments scientifiques à bord de la sonde, notamment par la JunoCam, le Stellar Reference Unit (SRU), le Jovian Infrared Auroral Mapper – ou mappeur auroral infrarouge jovien – (JIRAM) et le spectrographe d’imagerie ultraviolet (UVS). Ensemble, ces instruments ont observé la région polaire d’Io pendant plus d’une heure, au cours de laquelle un panache de lave inattendu est apparu.

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Image reconstituée à partir de captures de la JunoCam, effectuées le 21 décembre 2018. Crédits : NASA/ SwRI/ MSSS

« Nous savions que nous faisions oeuvre de pionniers en menant une campagne multispectrale pour visualiser la région polaire d’Io, mais personne ne s’attendait à ce que nous ayons la chance de filmer un panache volcanique éjecter de la matière à la surface de la lune. C’est un cadeau du Nouvel An, qui nous montre que Juno a la capacité de “voir” clairement les panaches », explique Scott Bolton, chercheur principal de la mission Juno et vice-président associé de la division des sciences de l’espace et de l’ingénierie du Southwest Research Institute, dans un communiqué de presse du SwR.

La JunoCam a acquis les premières images le 21 décembre à midi (à 12h15 et à 12h20 UTC). À ce moment-là, Io était sur le point d’entrer dans l’ombre de Jupiter et de disparaître. Les images résultantes montraient la lune à demi éclairée, avec l’éruption volcanique située à la limite jour-nuit. Le moment était bien choisi pour l’équipe de mission Juno.

« Le sol est déjà dans l’ombre, mais la hauteur du panache lui permet de refléter la lumière du soleil, un peu comme les sommets des montagnes ou les nuages ​​sur Terre continuent à être illuminés après le coucher du soleil », explique Candice Hansen-Koharcheck, responsable de la JunoCam du Planetary Science Institute.

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Image capturée par la caméra du Stellar Reference Unit (SRU) de Juno, peu de temps après que Jupiter ait éclipsé Io à 21h40 (UTC), le 21 décembre 2018. Crédits : NASA/ JPL-Caltech/ SwRI

À 12h40 UTC, Io était complètement passée dans l’ombre de Jupiter et s’était assombrie. Cependant, la lumière solaire réfléchie par la lune Europe a permis d’éclairer Io et son panache. À ce stade, la caméra SRU (conçue pour capter la lumière des étoiles) a été en mesure de capturer une image montrant Io une fois éclairée par la lumière réfléchie par Europe.

On pense que la caractéristique la plus brillante de l’image (voir ci-dessus) est une signature de rayonnement générée par les gaz et les poussières atmosphériques présents dans l’atmosphère d’Io. Ces particules sont régulièrement balayées par le champ magnétique de Jupiter puis ionisées, alimentant ainsi les immenses ceintures de radiation de Jupiter. On pense que d’autres points lumineux de l’image résultent de l’activité des volcans.

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C’était une opportunité rare, car la SRU n’était pas conçue pour l’imagerie de surface. L’équipage a également profité de l’occasion pour tester l’instrument JIRAM, qui détecte la chaleur dans les grandes longueurs d’onde. Conçu pour détecter les points chauds dans l’atmosphère de Jupiter entre le jour et la nuit, l’équipage a découvert que l’instrument était également utile pour générer une image des points chauds à la surface d’Io (voir ci-dessous).

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Image issue du mappeur auroral infrarouge jovien (JIRAM), le 21 décembre 2018. On y voit les divers points chauds à la surface d’Io. Crédits : NASA/ JPL-Caltech/ SwRI/ INAF

L’objectif de la mission Juno était de s’enfoncer sous les nuages ​​tourbillonnants de Jupiter afin d’en apprendre plus sur sa physique interne. Mais ces dernières images montrent que la sonde est également capable d’étudier les lunes de Jupiter, ce qui pourrait permettre de mieux comprendre les interactions entre la géante gazeuse et ses principaux satellites (Io, Europe, Ganymède et Callisto).

L’activité volcanique d’Io est attribuée aux interactions des marées avec Jupiter, tout comme le gel de l’atmosphère ténue de la lune lorsqu’elle se trouve dans l’ombre de Jupiter. De plus, l’activité volcanique d’Io contribue à l’environnement radiatif de Jupiter, et également à renforcer et façonner le champ magnétique de la planète.

Ces images ont été prises à mi-parcours de la mission de la sonde Juno, qui devrait bientôt terminer la cartographie de Jupiter, puis s’écraser dans l’atmosphère de la planète en juillet 2021. Cependant, les scientifiques attendent encore de nombreuses autres images et données, qui permettront de tirer d’autres conclusions sur certains aspects de la mission.

Source : Southwest Research Institute

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