Le télescope spatial James Webb (JWST) et le télescope spatial Hubble devraient s’associer et observer le corps le plus volcanique du système solaire : une lune de Jupiter nommée Io.
Les deux télescopes spatiaux collecteront à distance des données sur ce monde fascinant, puis ces informations seront utilisées par le vaisseau spatial Juno de la NASA. Plus précisément, les données aideront à guider Juno lors des futurs survols d’Io, alors que la sonde étudie comment la lune hautement volcanique peut contribuer au plasma présent dans l’environnement autour de Jupiter.
L’enquête sera menée par le Southwest Research Institute (SwRI), une organisation à laquelle le Space Telescope Science Institute a accordé du temps d’observation au JWST et à Hubble. L’équipe SwRI collectera des données Io avec Hubble pendant 122 des orbites du télescope autour de la Terre, et complétera ces résultats avec près de cinq heures de temps d’observation JWST.
“Le timing de ce projet est crucial”, a déclaré Kurt Retherford, chercheur principal de la campagne et chercheur du SwRI. a déclaré dans un communiqué. “Au cours de la prochaine année, Juno dépassera Io à plusieurs reprises, offrant ainsi de rares opportunités de combiner les observations in situ et à distance de ce système complexe.”
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“Nous espérons obtenir de nouvelles informations sur le volcanisme spectaculaire d’Io, les interactions plasma-lune et les populations de gaz neutres et de plasma qui se propagent à travers la vaste magnétosphère de Jupiter et déclenchent d’intenses émissions aurorales joviennes”, a ajouté Retherford.
La NASA estime que la surface d’Io est ponctuée de centaines de volcans en éruption active qui peuvent projeter de la lave sur des dizaines de kilomètres dans l’atmosphère mince et sans eau de la lune jovienne.
Io, qui a à peu près la taille de la Lune de la Terre et est le satellite galiléen le plus interne de Jupiter, est considérée comme extrêmement volcanique parce que les influences gravitationnelles de sa planète hôte génèrent des forces de marée qui écrasent et compriment cette lune. D’autres lunes joviennes, y compris le reste des satellites galiléens, ont également un effet similaire sur Io, exacerbant encore cette tempête gravitationnelle.
Ces forces sont si puissantes, en fait, qu’elles peuvent provoquer une montée et une descente de la surface d’Io jusqu’à 330 pieds (100 mètres). Et comme on peut s’y attendre, un volcanisme aussi extrême affecte l’ensemble du système jovien.
Le volcanisme extrême d’Io entraîne un nuage de beignets autour de Jupiter
Les particules s’échappant de l’atmosphère de Io, par exemple, seraient une source majeure de matière piégée dans le champ magnétique de Jupiter. Ces gaz atmosphériques qui s’échappent sont ionisés, ce qui signifie qu’ils subissent un processus dans lequel une chaleur extrême arrache les électrons des atomes pour créer une mer dynamique de particules chargées.
“La plupart de ces matériaux ne s’échappent pas directement des volcans, mais sont plutôt associés à la sublimation du givre de dioxyde de soufre de la surface diurne d’Io”, a déclaré Katherine de Kleer, co-chercheuse du projet et scientifique à Caltech, dans le communiqué. “L’interaction entre l’atmosphère d’Io et le plasma environnant permet aux gaz libérés par la surface gelée de la lune de s’échapper.”
Cela forme un nuage de particules chargées en forme de beignet, appelé Io Plasma Torus (IPT), entourant Jupiter. Lorsque les électrons entrent en collision avec les ions de l’IPT, ils créent un rayonnement ultraviolet qui peut être détecté par les télescopes ici sur Terre et dans l’espace.
Des recherches continues sont toutefois nécessaires pour bien comprendre l’IPT, car il est difficile d’évaluer la force réelle de son lien avec le volcanisme d’Io. La question reste également ouverte de savoir quels effets Io a sur d’autres corps du système jovien, comme ces autres grandes lunes galiléennes.
“Par exemple, quelle quantité de soufre est transportée d’Io à la surface d’Europe ? Comment les caractéristiques des aurores sur Io se comparent-elles aux aurores sur Terre – les aurores boréales – et à Jupiter ?” Fran Bagenal, co-chercheur principal du projet et chercheur à l’Université du Colorado à Boulder, a déclaré dans le communiqué.
L’équipe estime que la clé pour mieux comprendre ces liens consiste à étudier le système jovien dans son ensemble plutôt que par morceaux. Et cela nécessite plus de données que ce que même Juno, aussi impressionnant soit-il, peut fournir.
“Hey Hubble… regarde ça !”
Juno étudie le système jovien et son environnement depuis le 4 juillet 2016, date à laquelle il est arrivé à proximité de la géante gazeuse et de ses lunes après un voyage de 1,7 milliard de kilomètres depuis la Terre. Ce fut un voyage qui a duré cinq ans.
Depuis, la sonde a effectué plusieurs survols de Jupiter et de ses grandes lunes, notamment Europe. Il a survolé Io pour la dernière fois le 30 juillet, s’approchant à environ 22 000 kilomètres de la lune enflammée tout en collectant des données sur son atmosphère et son champ magnétique. Juno se rapprochera à nouveau d’Io le 30 décembre de cette année, puis à nouveau le 1er février 2024.
Le 20 septembre, cependant, Juno effectuera une passe plus lointaine d’Io qui intéressera particulièrement l’équipe SwRI. Ce survol d’Io sera chronométré de telle sorte qu’il puisse être observé simultanément par Hubble et le JWST.
Cela signifie que les deux télescopes auront la chance de faire équipe et d’observer ce que Juno voit, mais à distance, donnant ainsi aux scientifiques une vue holistique du système jovien qu’ils recherchent.
“La possibilité d’une approche holistique des enquêtes sur Io n’a pas été disponible depuis qu’une série de survols du vaisseau spatial Galileo en 1999 et 2000 a été soutenue par Hubble avec une campagne prolifique sur 30 orbites”, a conclu Retherford. “La combinaison des mesures in situ intensives de Juno avec nos observations par télédétection fera sans aucun doute progresser notre compréhension du rôle d’Io dans le pilotage des phénomènes couplés dans le système de Jupiter.”
Même si de futures missions vers Jupiter et ses lunes sont prévues, avec l’Europa Clipper et le Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) qui devraient arriver sur le système jovien entre 2029 et 2031, aucun des deux ne survolera Io.
Cela signifie, selon le SwRIune autre occasion de faire ce genre d’observations ne se présentera pas avant au moins les années 2030.
2023-08-29 00:00:00
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