Le télescope spatial James Webb observe le dynamisme des aurores de Jupiter
Grâce à ses observations en infrarouge, le télescope spatial James Webb permet d’observer Jupiter sous un nouvel angle, et notamment au niveau de ses pôles, là où d’immenses aurores sont créées.
Avec de nouvelles observations, le télescope James Webb a permis de révéler l’extrême dynamisme et la puissance des aurores de Jupiter et de confirmer leur origine multiple (vent solaire et particules issues de Io). Le JWST révèle aussi des phénomènes lumineux simultanés encore inexpliqués qui permettront à l’avenir une compréhension affinée de la dynamique interne de la planète.
Des aurores très dynamiques
Les aurores sont créées par des particules de haute énergie (de l’ordre de 30 à environ 1 000 kiloélectron volts (keV)) qui entourent la planète et qui pénètrent dans l’atmosphère de la planète près de ses pôles magnétiques et entrent en collision avec des atomes de gaz.
NIRCam est la caméra proche infrarouge du James Webb Space Telescope (JWST) qui possède trois filtres infrarouges spécialisés. Elle permet ainsi d’observer certains détails de la planète géante : les émissions aurorales au-dessus des pôles, les brumes de hautes altitudes et la réflexion des nuages plus profonds.
Sur des images publiées en août 2022, les aurores brillent dans un filtre représenté en couleurs plus rouges, qui met également en évidence la lumière réfléchie par les nuages inférieurs et les brumes supérieures. Un filtre différent, cartographié en jaunes et verts, montre des nuages tourbillonnant autour des pôles nord et sud. Un troisième filtre, représenté au bleu, présente la lumière qui se reflète dans un nuage principal plus profond.
La sensibilité du télescope permet aux astronomes d’augmenter la vitesse d’obturation afin de capturer des caractéristiques aurorales à variation rapide.
De nouvelles données ont été capturées avec NIRCam en décembre 2023 par une équipe de scientifiques dirigée par Jonathan Nichols de l’Université de Leicester au Royaume-Uni et ont fait l’objet d’une publication dans Nature Communications le 12/05/2025.
“Nous voulions voir à quelle vitesse les aurores changent, en nous attendant à ce qu’elles s’estompent lourdement, peut-être sur un quart d’heure environ. Au lieu de cela, nous avons observé toute la région aurorale pétiller et éclater de lumière, variant parfois d’une seconde à l’autre.”
— Jonathan Nichols, astronome à l’Université de Leicester
Les aurores boréales de Jupiter sont énormes : elles sont des centaines de fois plus énergétiques que celles de la Terre.
Mais sur Jupiter, les aurores ne sont pas dues uniquement au vent solaire comme sur Terre. Une grande partie des particules responsables de ces phénomènes provient de la lune Io, dont l’activité volcanique intense éjecte en permanence du dioxyde de soufre et d’autres particules dans l’environnement jovien.
Les particules capturées par le puissant champ magnétique de Jupiter sont accélérées puis précipitées vers les pôles, où elles entrent en collision avec l’atmosphère et produisent une lumière intense dans l’infrarouge, l’ultraviolet et parfois les rayons X.
Les scientifiques ont découvert que l’émission de l’ion trihydrogène, connu sous le nom de H3+, est beaucoup plus variable qu’ils ne le pensaient auparavant. H3+ est créé par l’impact d’électrons de haute énergie sur l’hydrogène moléculaire. Parce que cette émission brille brillamment dans l’infrarouge, les instruments de Webb sont bien équipés pour l’observer. Ces observations aideront les scientifiques à mieux comprendre comment la haute atmosphère de Jupiter est chauffée et refroidie.
Grâce à la combinaison des observations infrarouges du JWST et des données ultraviolettes du télescope Hubble, les chercheurs ont observé des émissions lumineuses simultanées dans les deux domaines. Cela implique la présence d’innombrables particules à très faible énergie bombardant l’atmosphère, un phénomène jugé jusqu’ici impossible et qui reste inexpliqué.
Ces observations remettent en question la compréhension des scientifiques sur les interactions entre le champ magnétique de Jupiter, le vent solaire et les particules provenant de ses lunes, et elles permettront d’élaborer de nouvelles hypothèses sur la physique des planètes géantes.
Source principale : Webb reveals new details and mysteries in Jupiter’s aurora
