Extrait d'un communiqué de presse du JPL:
Une nouvelle analyse basée sur les données du vaisseau spatial Cassini de la NASA trouve un lien de causalité entre les signaux mystérieux et périodiques du champ magnétique de Saturne et les explosions de gaz ionisé chaud, appelé plasma, autour de la planète.
Les scientifiques ont découvert que d'énormes nuages de plasma fleurissent périodiquement autour de Saturne et se déplacent autour de la planète comme une charge de linge déséquilibrée pendant le cycle d'essorage. Le mouvement de ce plasma chaud produit un «bruit sourd» répétitif dans les mesures de l’environnement magnétique tournant de Saturne et aide à illustrer pourquoi les scientifiques ont eu tant de mal à mesurer la durée d’une journée sur Saturne.
"Il s'agit d'une percée qui pourrait nous indiquer l'origine des périodicités mystérieusement changeantes qui obscurcissent la véritable période de rotation de Saturne", a déclaré Pontus Brandt, l'auteur principal du document et un scientifique de l'équipe Cassini basé à la Johns Hopkins University Applied Physics. Laboratoire de Laurel, Md. «La grande question est maintenant de savoir pourquoi ces explosions se produisent périodiquement.»
Les données montrent comment les injections de plasma, les courants électriques et le champ magnétique de Saturne - des phénomènes invisibles à l'œil humain - sont partenaires d'une chorégraphie complexe. Des explosions de plasma périodiques forment des îlots de pression qui tournent autour de Saturne. Les îlots de pression «gonflent» le champ magnétique.
Une nouvelle animation montrant le comportement lié est disponible sur le site Web de Cassini.
La visualisation montre comment le plasma chaud invisible dans la magnétosphère de Saturne - la bulle magnétique autour de la planète - explose et déforme les lignes de champ magnétique en réponse à la pression. La magnétosphère de Saturne n'est pas une bulle parfaite car elle est repoussée par la force du vent solaire, qui contient des particules chargées qui s'échappent du soleil.
La force du vent solaire étend le champ magnétique du côté de Saturne opposé au soleil en une soi-disant magnéto-queue. L'effondrement de la magnéto-queue semble déclencher un processus qui provoque des éclats de plasma chauds, qui à leur tour gonflent le champ magnétique dans la magnétosphère intérieure.
Les scientifiques étudient toujours les causes de l'effondrement de la magnéto-queue de Saturne, mais il y a de fortes indications que le plasma froid et dense originaire de la lune de Saturne Encelade tourne avec Saturne. Les forces centrifuges étirent le champ magnétique jusqu'à ce qu'une partie de la queue se referme.
Le claquement arrière chauffe le plasma autour de Saturne et le plasma chauffé est piégé dans le champ magnétique. Il tourne autour de la planète en îles à une vitesse d'environ 100 kilomètres par seconde (200 000 mph). De la même manière que les systèmes de haute et basse pression sur Terre provoquent des vents, les hautes pressions de l'espace provoquent des courants électriques. Les courants provoquent des distorsions du champ magnétique.
Un signal radio connu sous le nom de rayonnement kilométrique de Saturne, que les scientifiques ont utilisé pour estimer la durée d'une journée sur Saturne, est intimement lié au comportement du champ magnétique de Saturne. Parce que Saturne n'a pas de surface ou de point fixe pour cadencer son taux de rotation, les scientifiques ont déduit le taux de rotation en chronométrant les pics de ce type d'émission radio, qui est supposé augmenter à chaque rotation d'une planète. Cette méthode a fonctionné pour Jupiter, mais les signaux de Saturne ont varié. Les mesures du début des années 1980 prises par le vaisseau spatial Voyager de la NASA, les données obtenues en 2000 par la mission Ulysses de l'ESA / NASA et les données de Cassini d'environ 2003 à nos jours diffèrent légèrement, mais de manière significative. En conséquence, les scientifiques ne savent pas combien de temps dure une journée de Saturne.
«Ce qui est important dans ce nouveau travail, c'est que les scientifiques commencent à décrire les relations causales mondiales entre certaines des forces complexes et invisibles qui façonnent l'environnement de Saturne», a déclaré Marcia Burton, scientifique des champs Cassini et chercheur de particules au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. , Pasadena, Californie. «Les nouveaux résultats ne nous donnent toujours pas la durée d'une journée de Saturne, mais ils nous donnent des indices importants pour commencer à le comprendre. La longueur du jour de Saturne, ou taux de rotation de Saturne, est importante pour déterminer les propriétés fondamentales de Saturne, comme la structure de son intérieur et la vitesse de ses vents. "
Le plasma est invisible à l'œil humain. Mais la caméra ionique et neutre de l'instrument d'imagerie magnétosphérique de Cassini offre une vue en trois dimensions en détectant les atomes énergétiques neutres émis par les nuages de plasma autour de Saturne. Des atomes neutres énergétiques se forment lorsque du gaz froid et neutre entre en collision avec des particules chargées électriquement dans un nuage de plasma. Les particules résultantes sont chargées de manière neutre, de sorte qu'elles sont capables d'échapper aux champs magnétiques et de zoomer dans l'espace. L'émission de ces particules se produit souvent dans les champs magnétiques entourant les planètes.
En enchaînant des images obtenues toutes les demi-heures, les scientifiques ont produit des films de plasma qui a dérivé autour de la planète. Les scientifiques ont utilisé ces images pour reconstruire la pression 3D produite par les nuages de plasma et ont complété ces résultats avec des pressions de plasma dérivées du spectromètre à plasma Cassini. Une fois que les scientifiques ont compris la pression et son évolution, ils ont pu calculer les perturbations du champ magnétique associées le long de la trajectoire de vol de Cassini. La perturbation de champ calculée correspond parfaitement aux «coups» du champ magnétique observé, confirmant la source des oscillations du champ.
«Nous savons tous que des périodes de rotation changeantes ont été observées aux pulsars, à des millions d'années-lumière de notre système solaire, et maintenant nous constatons qu'un phénomène similaire est observé ici même à Saturne», a déclaré Tom Krimigis, chercheur principal de l'instrument d'imagerie magnétosphérique. , également basé au Laboratoire de physique appliquée et à l'Académie d'Athènes, en Grèce. «Avec des instruments juste à l'endroit où cela se produit, nous pouvons dire que les flux de plasma et les systèmes de courant complexes peuvent masquer la période de rotation réelle du corps central. C’est ainsi que les observations dans notre système solaire nous aident à comprendre ce qui est vu dans les objets astrophysiques éloignés. »
Source: JPL
