Projet de recherche de MSc
Magnétosphères des planètes géantes.
Étude de la fuite de plasma à travers les frontières magnétosphériques de Jupiter et Saturne
- Événements de compression catalogués
- 262
- Classés haute priorité
- 32
- Précision de détection
- 66,7 %
- Poster de conférence
- MOP 2026
Le plasma de l’intérieur de la magnétosphère de Jupiter s’échappe-t-il à travers ses frontières ? Un projet de recherche à partir des données de la sonde Juno.
Le problème
Jupiter possède la plus grande magnétosphère du Système solaire et, contrairement à celle de la Terre, une grande partie de son plasma vient de l’intérieur. Ce plasma interne est transporté vers les frontières de la magnétosphère. Notre projet cherche à savoir si ce plasma s’échappe réellement à travers la magnétopause, en recherchant des ions lourds d’origine interne hors de la magnétosphère : dans la magnétogaine et dans le vent solaire.
Une source interne de plasma : Io
Io, la lune volcaniquement active de Jupiter, est la principale source interne de plasma. Son atmosphère de dioxyde de soufre perd plus d’une tonne de gaz par seconde. Une fois ionisé, ce gaz forme un tore de plasma qui suit l’orbite d’Io et corote avec la rotation de Jupiter, de 10 heures. Le tore contient environ 2 mégatonnes d’ions majoritairement S⁺ et O⁺. La rotation rapide de Jupiter pousse ensuite ce plasma lourd vers l’extérieur, par un échange de tubes de flux entraîné par les forces centrifuges.
Comme les ions de soufre et d’oxygène viennent surtout d’Io et sont rares dans le vent solaire, ils servent de traceur. Si on les retrouve hors de la magnétopause, c’est la preuve que le plasma s’est échappé.
Ce que nous avons fait
Nous combinons les données du magnétomètre de Juno (FGM) et de composition ionique (JADE-I) avec des catalogues de franchissements du choc et de la magnétopause. Les événements de compression du vent solaire repoussent la magnétopause vers l’intérieur : ce sont les meilleurs moments pour trouver Juno juste à l’extérieur de la frontière. Nous avons construit une chaîne de traitement qui propage le vent solaire jusqu’à Jupiter, détecte les événements de compression et les classe selon la position de Juno. Nous l’avons validée avec le catalogue de Louis et al. (2023). Des spectrogrammes en temps de vol montrent ensuite si des ions lourds sont présents de chaque côté de la frontière.
Points clés
- 01Combinaison des données du magnétomètre (FGM) et de composition ionique (JADE-I) de Juno avec des catalogues de franchissements du choc et de la magnétopause
- 02Chaîne de traitement construite qui détecte et classe les événements de compression du vent solaire, validée avec Louis et al. (2023)
- 03Ions lourds de soufre et d’oxygène, d’origine Io, comme traceur de la fuite
- 04Intervalle candidat de fuite identifié le 21 octobre 2024, entre 19 h 00 et 19 h 20
Résultats
Dans la plupart des événements de compression, nous n’avons trouvé aucun ion lourd hors de la magnétosphère : une compression seule n’implique donc pas de fuite. Lors de la compression extrême d’octobre 2024, en revanche, des ions lourds apparaissent dans la magnétogaine le jour 294 (21 octobre), entre 19 h 00 et 19 h 20 : un intervalle candidat de fuite.
Prochaines étapes : ajouter les données de particules énergétiques de JEDI et étendre l’étude à Saturne avec les données de Cassini. La source interne de Saturne est la lune Encelade.
Résultat final
Nous avons présenté ce travail sous forme de poster à MOP 2026, la conférence Magnetospheres of the Outer Planets, à Toulouse, du 26 au 31 juillet 2026.
