Le corps le plus volcanique du système solaire peut ne pas posséder d’océan de magma sous sa surface après tout.

Les scientifiques avaient pensé que les variations du champ magnétique autour de la lune Io de Jupiter, telles que mesurées il y a des années par la sonde Galileo de la NASA, résultaient des interactions entre l’océan magma d’Io et le champ magnétique de la géante gazeuse.

Mais des recherches récentes suggèrent que les mêmes variations pourraient être causées par des interactions entre le champ magnétique de Jupiter et l’atmosphère alimentée par le volcan d’Io. Un océan de magma sur Io, bien qu’il ne soit pas exclu, n’est donc pas nécessaire, rapporte l’étude.

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En tant que roi des planètes, Jupiter possède la plus grande magnétosphère du système solaire, l’enveloppe de plasma chargé autour d’un objet où son champ magnétique domine. La plupart des lunes de Jupiter, y compris Io, sont intégrées dans la magnétosphère, et leurs atmosphères et leurs champs magnétiques peuvent interagir avec la structure plus grande.

Galileo a effectué six survols d’Io entre 1999 et 2002 alors qu’il explorait le système jovien. Ces survols ont révélé l’interaction de la lune avec le champ magnétique de la planète et, avec son volcanisme étendu, ont conduit les chercheurs à conclure que Io cachait un océan de magma sous sa surface.

Mais les études en cours sur l’atmosphère de la lune ont permis à une équipe distincte de scientifiques de faire un nouveau bilan des données de Galileo. Les recherches récentes suggèrent que l’atmosphère modifiée volcaniquement pourrait à elle seule être responsable des changements observés par Galilée.

La recherche initiale, publiée en 2011, supposait une atmosphère beaucoup plus fine que les observations ultérieures par divers instruments n’ont révélé.

« Nous avons examiné une atmosphère plus épaisse avec des asymétries et avons constaté qu’un champ magnétique provenant d’un océan de magma n’est pas nécessaire pour expliquer les mêmes données », a déclaré Aljona Blocker, chercheuse à l’Université allemande de Cologne et auteur principal de l’étude. Space.com par courriel.

Patchy magnetic fields

With more than 150 known volcanic hotspots, Io easily qualifies as the most volcanic body in the solar system. Des panaches de gaz et de poussière provenant de 16 centres volcaniques différents ont été observés s’élevant à une altitude de 400 kilomètres, créant une atmosphère inégale et riche en soufre. Lorsque Io traverse l’ombre de Jupiter, l’atmosphère s’effondre en gel, s’évaporant en gaz une fois que la lune émerge.

Depuis la fin de la mission Galileo, les chercheurs ont utilisé des instruments terrestres et spatiaux pour sonder l’atmosphère d’Io. Ces observations ont révélé comment la densité de l’atmosphère change en fonction de son emplacement sur la lune, l’atmosphère étant plus mince au-dessus des pôles qu’à l’équateur.

Contrairement à la Terre, dont le noyau de fer en rotation génère un champ magnétique à l’échelle de la planète, Io n’a pas de champ magnétique propre. Au lieu de cela, il est enveloppé sous la magnétosphère massive de Jupiter.

« Io n’aurait aucun champ magnétique si elle était retirée de la magnétosphère de Jupiter et placée dans un espace vide », a déclaré Blocker.

Blocker et ses collègues ont modélisé les interactions entre l’atmosphère d’Io pour déterminer comment l’air affecte la magnétosphère jovienne environnante. Ils ont principalement sondé comment les panaches créés par les volcans Tvashtar et Pelé affectent l’environnement plasmatique de la lune. Tvashtar est situé près du pôle nord d’Io, tandis que Pelé se trouve plus près de l’équateur. Les deux se trouvent sur des côtés presque opposés de la lune, de sorte que lorsque l’un est assis à la lumière du jour, l’autre est dans l’obscurité.

Les chercheurs ont constaté que les changements générés par l’interaction de l’atmosphère avec le plasma sont suffisants pour expliquer les mesures effectuées par Galileo. Les panaches polaires ont eu un effet plus fort sur le champ magnétique entourant la lune, tandis que les panaches près de l’équateur ont provoqué des changements beaucoup plus faibles. Ils ont également déterminé que l’ionosphère d’Io — la haute atmosphère où les particules chargées ont tendance à vivre – change, en raison de l’activité volcanique. De tels changements suffisent à eux seuls à expliquer les observations de Galileo, a conclu l’équipe

Ce résultat correspond à la découverte par l’équipe en 2017 que les taches aurorales d’Io sont incompatibles avec un océan de magma.

Il est toujours possible qu’un océan de magma coule sous la surface d’Io; les nouvelles découvertes l’excluent simplement comme une nécessité. D’autres observations géophysiques qui ne reposent pas sur des mesures de l’environnement de charge pourraient aider à révéler la présence d’un océan de magma, s’il en existe un, a déclaré Blocker.

« Nous avons besoin de plus de mesures de l’environnement d’Io lors de futures missions spatiales pour contraindre la structure intérieure d’Io et atmosphere l’atmosphère », a-t-elle déclaré.

Les résultats ont été publiés l’automne dernier dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics.

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