Le champ magnétique de Jupiter a changé depuis les années 1970 et les physiciens l'ont prouvé.
Ce n'est pas exactement une surprise. Le champ magnétique terrestre, le seul champ planétaire pour lequel nous avons de bonnes mesures en cours, change tout le temps. Mais les nouvelles informations sont importantes, car ces petits changements révèlent des détails cachés de la «dynamo» interne d'une planète, le système qui produit son champ magnétique.
Dans un article publié le 20 mai dans la revue Nature Astronomy, une équipe de chercheurs a examiné les données de champ magnétique de quatre missions passées vers Jupiter (Pioneer 10, qui a atteint Jupiter en 1973; Pioneer 11, qui a atteint Jupiter en 1974; Voyager 1, qui atteint Jupiter en 1979 et Ulysse, qui atteignit Jupiter en 1992).
Ils ont comparé ces données à une carte du champ magnétique de la planète produite par le vaisseau spatial Juno, qui a effectué la sonde la plus récente et la plus approfondie de la planète géante. En 2016, Juno a orbité très près de Jupiter, passant de pôle en pôle, recueillant des données détaillées sur les champs gravitationnel et magnétique. Cela a permis aux chercheurs de développer un modèle approfondi du champ magnétique de la planète et quelques théories détaillées sur la façon dont il est produit.
Les chercheurs à l'origine de cet article ont montré que les données de ces quatre sondes plus anciennes, bien que plus limitées (chacune d'entre elles vient juste de se balancer une fois sur la planète), ne cadraient pas tout à fait avec le modèle 2016 du champ magnétique de Jupiter.
"Trouver quelque chose d'aussi minime que ces changements dans quelque chose d'aussi immense que le champ magnétique de Jupiter était un défi", a déclaré Kimee Moore, scientifique Juno à Harvard et auteur principal du document, dans un communiqué. "Le fait d'avoir une base d'observations rapprochées sur quatre décennies nous a fourni juste assez de données pour confirmer que le champ magnétique de Jupiter change effectivement avec le temps."
Un défi: les chercheurs ne s'intéressaient qu'aux changements du champ magnétique interne de Jupiter, mais la planète a également un magnétisme provenant de sa haute atmosphère. Les particules chargées des éruptions volcaniques sur Io, la lune la plus volatile de Jupiter, se retrouvent dans la magnétosphère et l'ionosphère joviennes (une région de particules chargées dans les confins extérieurs de l'atmosphère de Jupiter) et peuvent également changer le champ magnétique. Mais les chercheurs ont développé des méthodes pour soustraire ces effets de leur ensemble de données, leur laissant des données basées presque entièrement sur la dynamo interne de la planète.
La question était donc: qu'est-ce qui a provoqué les changements? Que se passe-t-il dans la dynamo de Jupiter?
Les chercheurs ont examiné plusieurs causes différentes de changements de champ magnétique. Leurs données correspondaient le mieux aux prédictions d'un modèle dans lequel les vents à l'intérieur de la planète modifient le champ magnétique.
"Ces vents s'étendent de la surface de la planète à plus de 3000 kilomètres de profondeur, où l'intérieur de la planète commence à passer du gaz au métal liquide hautement conducteur", indique le communiqué.
En vérité, les chercheurs ne peuvent pas voir aussi profondément dans Jupiter, donc les mesures de profondeur sont vraiment les meilleures estimations, avec plusieurs incertitudes, ont écrit les chercheurs dans le document. Pourtant, les scientifiques ont des théories solides pour expliquer comment les vents se comportent.
"On pense qu'ils cisaillent les champs magnétiques, les étirent et les transportent autour de la planète", indique le communiqué.
La plupart de ces changements entraînés par le vent semblent se concentrer dans le Great Blue Spot de Jupiter, une région d'énergie magnétique intense près de l'équateur de Jupiter. (Ce n'est pas la même chose que la grande tache rouge.) Les parties nord et sud de la tache bleue se déplacent vers l'est sur Jupiter, et le tiers central se déplace vers l'ouest, provoquant des changements dans le champ magnétique de la planète.
"Il est incroyable qu'un point chaud magnétique étroit, le Great Blue Spot, puisse être responsable de presque toute la variation séculaire de Jupiter, mais les chiffres le confirment", a déclaré Moore dans le communiqué. "Avec cette nouvelle compréhension des champs magnétiques, lors de futurs passages scientifiques, nous commencerons à créer une carte planétaire de la variation de Jupiter. Elle pourrait également avoir des applications pour les scientifiques étudiant le champ magnétique terrestre, qui contient encore de nombreux mystères à résoudre."
