Si Jupiter possède des aurores polaires tout comme la Terre, ses émissions aurorales présentent des caractéristiques qui ne cessent de surprendre les scientifiques. Une des particularités des aurores joviennes, c’est que certains de ses satellites peuvent créer des taches aurorales. La grande campagne 2007 de Hubble a révélé l’existence d’une faible tache secondaire proche de la tache principale liée à la lune Io, mais située là où aucun modèle ne prévoyait son apparition. Bertrand Bonfond a imaginé un nouveau scénario capable de rendre compte de la présence de cette tache secondaire tantôt en amont, tantôt en aval de la tache principale.

On peut dire que 2007 a été un bon millésime pour les observations d’aurores sur Jupiter à partir du télescope spatial Hubble. En effet, la sonde américaine New Horizons, en route vers Pluton, passait près de Jupiter en 2007. Les astronomes ont voulu saisir cette conjoncture pour observer Jupiter simultanément depuis la Terre (du moins sa banlieue proche), avec Hubble, et in situ, avec New Horizons. Les chercheurs du Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire (LPAP) de l’Université de Liège ont ainsi pu bénéficier d’une large campagne d’observations avec Hubble : «alors qu’une campagne normale consiste en une demi-douzaine d’orbites de Hubble, on nous en a octroyé 80 en 2007, rien que pour observer les aurores sur Jupiter», précise Bertrand Bonfond, chercheur et doctorant au LPAP.

Le phénomène auroral est bien connu sur Terre où il se manifeste sous forme de magnifiques draperies bleues, vertes et rouges qui se déploient dans le ciel des régions de hautes latitudes. Sur Terre, les aurores polaires proviennent de la rencontre entre le vent solaire et l’atmosphère terrestre. Des aurores sont également observées aux pôles d’autres planètes, mais les mécanismes de formation peuvent être différents.

Sous la direction du Professeur Gérard, les planétologues du LPAP étudient depuis une quinzaine d’années le phénomène auroral sur Jupiter et sur Saturne, avec Hubble. Ils ont ainsi pu montrer, par exemple, que l’influence du vent solaire dans la formation des aurores sur Jupiter est très faible. Leur origine est principalement interne au système jovien et, en particulier, au système Jupiter-Io.

Le système formé par la planète Jupiter et un de ses satellites, Io, est extrêmement particulier. Jupiter est la plus grande planète du système solaire, avec le champ magnétique le plus intense. Io, avec 200 volcans en activité permanente, est le satellite le plus volcanique du système solaire. Ceux-ci crachent dans l’espace de l’ordre d’une tonne de matière par seconde qui, une fois ionisée, est piégée par la magnétosphère de Jupiter et alimente un tore de plasma concentré au voisinage de l’orbite d’Io. Ce tore est entraîné par le champ magnétique dans une ronde autour de Jupiter à une vitesse quatre fois supérieure à celle d’Io : le champ magnétique tourne sur lui-même en 10 heures, alors qu’Io effectue un tour complet de Jupiter en 42 heures. De plus, comme l’axe magnétique de Jupiter est penché par rapport à son axe de rotation, le plan du tore de plasma est incliné par rapport au plan orbital d’Io. Io n’est donc pas toujours situé au centre de ce tore mais se déplace en permanence d’un bord à l’autre. C’est l’interaction entre la magnétosphère jovienne et le plasma relâché par Io qui est responsable des aurores observées dans la haute atmosphère de Jupiter, alors que sur Terre c’est l’interaction entre la magnétosphère et le vent solaire qui crée les aurores. Comme sur Terre, les émissions aurorales apparaissent aux deux pôles simultanément.