La découverte d’Uranus aurore offre des indices sur des mondes glacés habitables

Cette découverte pourrait faire la lumière sur les mystères qui se cachent derrière les champs magnétiques des planètes de notre système solaire, et même sur la question de savoir si des mondes lointains pourraient abriter la vie.

L’équipe de scientifiques, soutenue par le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC), a obtenu les premières mesures des aurores infrarouges (IR) d’Uranus depuis le début des recherches en 1992. Alors que les aurores ultraviolettes (UV) d’Uranus ont été observées depuis En 1986, aucune confirmation des aurores IR n’avait été observée jusqu’à présent. Les conclusions des scientifiques ont été publiées dans la revue Astronomie naturelle.

Les géantes de glace Uranus et Neptune sont des planètes inhabituelles dans notre système solaire car leurs champs magnétiques ne sont pas alignés avec les axes dans lesquels elles tournent. Bien que les scientifiques n’aient pas encore trouvé d’explication à cela, des indices pourraient résider dans les aurores boréales d’Uranus.

Les aurores sont causées par des particules chargées hautement énergétiques, qui sont canalisées vers le bas et entrent en collision avec l’atmosphère d’une planète via les lignes de champ magnétique de la planète. Sur Terre, le résultat le plus célèbre de ce processus sont les spectacles des aurores boréales et australes. Sur des planètes comme Uranus, où l’atmosphère est principalement composée d’un mélange d’hydrogène et d’hélium, cette aurore émettra de la lumière en dehors du spectre visible et dans des longueurs d’onde telles que l’infrarouge (IR).

L’équipe a utilisé des mesures aurorales infrarouges prises en analysant des longueurs d’onde spécifiques de la lumière émise par la planète, à l’aide du télescope Keck II. À partir de là, ils peuvent analyser la lumière (appelée raies d’émission) de ces planètes, à la manière d’un code-barres. Dans le spectre infrarouge, les raies émises par une particule chargée appelée H₃⁺ La luminosité variera en fonction de la chaleur ou du froid de la particule et de la densité de cette couche de l’atmosphère. Les lignes agissent donc comme un thermomètre pour la planète.

Leurs observations ont révélé des augmentations distinctes de H₃⁺ densité dans l’atmosphère d’Uranus avec peu de changement de température, ce qui correspond à une ionisation provoquée par la présence d’une aurore infrarouge. Non seulement cela nous aide à mieux comprendre les champs magnétiques des planètes extérieures de notre propre système solaire, mais cela peut également aider à identifier d’autres planètes propices à la vie.

L’auteur principal Emma Thomas, doctorante à l’école de physique et d’astronomie de l’Université de Leicester, a déclaré : « La température de toutes les planètes géantes gazeuses, y compris Uranus, est de plusieurs centaines de degrés Kelvin/Celsius au-dessus de ce que prédisent les modèles si elles sont seulement réchauffées par le réchauffement climatique. soleil, nous laissant avec la grande question de savoir comment ces planètes sont tellement plus chaudes que prévu ? Une théorie suggère que les aurores énergétiques en sont la cause, qui génère et pousse la chaleur de l’aurore vers l’équateur magnétique.

“La majorité des exoplanètes découvertes jusqu’à présent appartiennent à la catégorie sub-Neptune et sont donc physiquement similaires à Neptune et Uranus en taille. Cela peut également signifier des caractéristiques magnétiques et atmosphériques similaires. En analysant l’aurore d’Uranus qui se connecte directement aux deux planètes. champ magnétique et atmosphère, nous pouvons faire des prédictions sur les atmosphères et les champs magnétiques de ces mondes et donc sur leur adéquation à la vie.

“Cet article est le point culminant de 30 années d’étude des aurores sur Uranus, qui ont finalement révélé les aurores infrarouges et ouvert une nouvelle ère d’enquêtes sur les aurores sur la planète. Nos résultats continueront à élargir nos connaissances sur les aurores géantes de glace et à renforcer nos connaissances. compréhension des champs magnétiques planétaires dans notre système solaire, sur les exoplanètes et même sur notre propre planète.

Les résultats pourraient également donner aux scientifiques un aperçu d’un phénomène rare sur Terre, dans lequel les pôles nord et sud changent d’hémisphère, connu sous le nom d’inversion géomagnétique.

Emma ajoute : « Nous n’avons pas beaucoup d’études sur ce phénomène et nous ne savons donc pas quels effets cela aura sur les systèmes qui dépendent du champ magnétique terrestre, tels que les satellites, les communications et la navigation. Cependant, ce processus se produit chaque jour sur Uranus en raison “