Le vent solaire régule probablement la thermosphère d’Uranus

MADRID, le 15 novembre (EUROPA PRESS) –

Changements imprévisibles à long terme du vent solaire (le flux de particules et d’énergie provenant du soleil) expliquer le refroidissement observé dans la haute atmosphère d’Uranus.

Des recherches menées par des scientifiques de l’Imperial College de Londres prédisent en outre que la haute atmosphère d’Uranus devrait continuer à se refroidir ou inverser la tendance et redevenir plus chaude en fonction de l’évolution du vent solaire dans les années à venir.

Le chercheur principal, le Dr Adam Masters, du département de physique de l’Imperial, a déclaré dans une déclaration : “Ce contrôle apparemment très fort de la haute atmosphère d’Uranus par le vent solaire est différent de ce que nous avons vu sur aucune autre planète de notre système solaire.

“Cela signifie que des planètes situées en dehors du système solaire pourraient se trouver dans la même situation. Ces connaissances pourraient aider les chercheurs qui étudient les exoplanètes en mettant en lumière les types de signaux qui pourraient être détectés venant de planètes similaires autour d’étoiles lointaines. »

La recherche a été publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique.

Le dernier et unique vaisseau spatial à avoir survolé Uranus fut Voyager 2 en 1986, alors qu’il sortait du système solaire. Il était capable de mesurer la température de la partie supérieure de l’atmosphère d’Uranus, appelée thermosphère.

Depuis lors, les télescopes au sol ont pu mesurer régulièrement la température de la thermosphère d’Uranus, et pendant cette période, sa température globale a été réduite d’environ la moitié.

La Terre possède également une thermosphère, mais elle n’a pas connu le même changement radical de température mondiale, pas plus que les autres planètes du système solaire dotées de thermosphères surveillées.

Les scientifiques se demandaient si cela pouvait être dû au « cycle solaire » de 11 ans d’activité des taches solaires, mais après 30 ans de collecte de données, aucune tendance détectée sauf un déclin constant. Un simple effet saisonnier était également exclu, puisque l’équinoxe d’Uranus allait et venait en 2007.

Le mystère a finalement été résolu lorsque les auteurs de l’article, travaillant alors dans des domaines légèrement différents, se sont rencontrés lors d’une conférence. Ils ont réalisé que l’explication Cela pourrait être dû à des changements progressifs dans les propriétés du vent solaire au cours de la même période de temps.

Dans la thermosphère terrestre, la température est principalement contrôlée par la lumière solaire, les photons (particules lumineuses) fournissant de l’énergie et provoquant certaines réactions. L’intensité de ces photons provenant du soleil augmente et diminue avec le cycle solaire de 11 ans.

Cependant, le vent solaire circulant du soleil vers l’espace a également évolué d’une manière différente, sur une échelle de temps plus longue. La pression annuelle moyenne du vent solaire externe diminue lentement mais de manière significative depuis 1990 environ, même si elle montre peu de corrélation avec le cycle de 11 ans. Cependant, Cette diminution reflète étroitement la diminution de la température de la thermosphère d’Uranus.

Cela suggère à l’équipe que la température de la thermosphère d’Uranus n’est pas contrôlée par des photons, comme celle de la Terre. Au lieu de cela, il semble que la diminution de la pression du vent solaire ait fait grossir la taille typique de la « bulle » magnétique protectrice d’Uranus.

Puisque cette bulle, connue sous le nom de magnétosphère, constitue un obstacle au vent solaire pour atteindre la surface de la planète, une bulle plus grosse signifie un obstacle plus grand. Cela entraîne le flux d’énergie à travers l’espace autour d’Uranus, qui atteint finalement la thermosphère de la planète et semble contrôler fortement sa température globale.

Le résultat suggère que pour les planètes les plus proches de leur étoile mère, comme la Terre l’est pour le Soleil, leur thermosphère est contrôlée par la lumière des étoiles. Mais pour les planètes les plus éloignées, qui peuvent avoir des magnétosphères beaucoup plus grandes, l’énergie incidente du vent stellaire peut être un facteur beaucoup plus important.

Le Dr Masters fait partie d’une équipe internationale définissant les objectifs scientifiques d’une future mission de la NASA vers Uranus, dont le lancement est prévu dans les années 2030. Le refroidissement de la thermosphère d’Uranus était un mystère non résolu, mais avec peu d’idées sur la cause possible. Il a été difficile de proposer une théorie que la mission puisse tester.

Cela a maintenant changé, avec cette découverte prédisant comment la thermosphère d’Uranus devrait continuer à évoluer et révisant l’objectif scientifique de cette future mission pour se concentrer sur la manière dont l’énergie éolienne solaire atteint réellement la magnétosphère inhabituelle d’Uranus. L’équipe souhaite également savoir si une situation similaire existe sur Neptune, qui n’a pas non plus été visité depuis le Voyager dans les années 1980.

En attendant, cette découverte pourrait aider à caractériser les exoplanètes. Partout où la situation est comme celle d’Uranus, les émissions de la haute atmosphère de l’exoplanète, y compris les aurores boréales, devraient être très sensibles à l’évolution du vent stellaire incident. L’équipe suggère que les observateurs devraient se concentrer davantage sur les exoplanètes plus éloignées de leur étoile mère et/ou sur les systèmes avec de forts vents stellaires, où les émissions ont peut-être été sous-estimées jusqu’à présent.

Le Dr Masters a expliqué : “Cette forte interaction étoile-planète dans Uranus pourrait avoir des implications pour déterminer si différentes exoplanètes génèrent de forts champs magnétiques à l’intérieur de leur intérieur, un facteur important dans la recherche de mondes habitables en dehors de notre système solaire.”