Les aurores polaires des autres planètes du système solaire préservent encore de nombreuses énigmes sur leur origine. Elles passionnent les spécialistes des atmosphères, et des hypothèses parfois antagonistes sur leurs origines déchaînent les passions au sein de controverses animées. Sur Terre, elles dépendent notamment du vent solaire. Vent solaire qui serait, selon beaucoup de théories, incapable de pénétrer la magnétosphère des géantes gazeuses comme Saturne ou Jupiter. Une équipe emmenée par deux chercheurs de l’Université de Liège pourrait cependant faire pencher la balance dans l’autre sens. A l’aide de la sonde Cassini, elle vient d’observer pour la première fois la formation d’un arc transpolaire sur Saturne. Un phénomène fréquent sur Terre, mais insoupçonné sur la géante, car peu probable sans la capture de particules issues du vent solaire par le champ magnétique de la planète.

Pour observer les aurores polaires, certains partent en Norvège, ou dans le grand nord canadien et s’émerveillent devant l’incroyable beauté de ces phénomènes énergétiques. Ces destinations ne sont toutefois plus assez exotiques pour les planétologues spécialisés dans la physique atmosphérique. Car des observatoires spatiaux, comme Hubble ou plus récemment Cassini, ont permis de découvrir et d’observer la formation d’aurores sur d’autres planètes du système solaire, à savoir Jupiter et Saturne. Théoriquement en effet, dès qu’une planète a un champ magnétique et une atmosphère, des aurores peuvent se former dans son atmosphère, au niveau des pôles magnétiques.

Pour Aikaterini Radioti et Denis Grodent, du Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire de l’Université de Liège, c’est sur Saturne, plus particulièrement, que leur regard s’est posé une fois de plus, et que leur curiosité a pu être satisfaite. « Grâce au spectrographe UVIS à bord de Cassini, explique Aikaterini Radioti, nous y avons observé pour la première fois la formation d’un arc transpolaire . C’est un phénomène courant sur Terre, formé par des interactions répétées entre la magnétosphère et les vents solaires. Mais on ne le pensait pas possible pour Saturne. Car son système présente des processus internes qui jouent des rôles très importants dans le comportement de la magnétosphère, et qui pourraient empêcher la formation de ces arcs. » La découverte pourrait mener à changer nos connaissances de Saturne. Reconnaître par exemple que les vents solaires influencent fortement les régions profondes de sa magnétosphère, et rapprocher ces mécanismes de ceux observés sur Terre, malgré les grandes différences qui caractérisent les deux planètes.

Les aurores terrestres, un processus externe

Avant d’en venir aux observations sur Saturne, il est peut-être nécessaire de s’attarder un peu sur ces phénomènes d’aurores polaires. Sur la Terre, on peut en observer aux deux pôles. Il y a les aurores boréales au Pôle Nord, et les aurores australes au Pôle Sud. Mais ce que l’on observe, en voyant ces rideaux lumineux dans le ciel, n’est en réalité que la signature d’un mécanisme qui se passe beaucoup plus loin. C’est le résidu d’une interaction entre le champ magnétique terrestre et le vent solaire.

(1) Radioti, Aikaterini and al, Saturn’s elusive nightside polar arc, Geophysical Research Letters, Sept 2014