Le 14 Sept. 2017, lors de son ultime orbite, la sonde spatiale Cassini a observé l’empreinte aurorale ultraviolette de la lune Encelade dans l’atmosphère de Saturne. Cette détection, la seconde seulement en 13 ans d’observations en orbite, a été analysée simultanément par deux équipes de chercheurs dont l’une menée par un chercheur du LAM. Elle révèle un type d’interaction planète-satellite atypique, différent du cas de Jupiter.
La mission spatiale NASA/ESA Cassini a exploré l’environnement de Saturne sous toutes ses coutures avec 293 orbites entre 2004 et 2017. Parmi la moisson de résultats scientifiques obtenus avec sa panoplie d’instruments, la détection unique de l’empreinte aurorale utraviolette (UV) de la lune Encelade – dont les panaches de matière sont la première source de plasma de la magnétosphère kronienne – dans l’atmosphère de Saturne en 2008 (Figure 1) avait révélé un nouveau cas d’interaction planète-satellite, ténu et transitoire. Jusque-là, seules les empreintes aurorales des satellites galiléens de Jupiter, intenses et régulières, étaient connues.
Neuf ans plus tard, lors de l’ultime orbite de la sonde Cassini avant son plongeon dans l’atmosphère de Saturne, l’empreinte aurorale UV nord d’Encelade a été redétectée fugitivement, juste à l’emplacement prédit et tournant autour du pôle à la vitesse orbitale de la lune pendant plus de 3h30 (Figure 2).
Cette deuxième détection confirme à la fois l’existence de l’interaction d’Encelade avec le champ magnétique de Saturne et que celle-ci dissipe moins d’énergie qu’Io, Europe ou Ganymède à Jupiter en raison du champ magnétique plus faible de Saturne. La tâche aurorale est transitoire et/ou trop faible pour être détectée continûment.
Les auteurs de l’étude ont aussi montré que l’apparition de cette signature UV coïncidait avec une activité radio aurorale de Saturne intensifiée par une compression de la magnétosphère par le vent solaire, un lien qui n’a jamais été observé à Jupiter. Ce contrôle de l’interaction planète-satellite par le vent solaire pose ainsi de nouvelles questions sur l’influence du vent solaire dans la magnétosphère interne.
L’étude comparée des interactions planète-satellite revêt un enjeu particulier, à l’heure où des émissions aurorales analogues sont activement recherchées autour d’exoplanètes orbitant près de leur étoile.
Contact : Laurent Lamy laurent.lamy@lam.fr Astronome-adjoint au LESIA et au LAM
