L’intérêt de telles mesures relève d’abord de la planétologie comparée. La taille de Jupiter permet de mieux distinguer les différents mécanismes que sur Terre, où tout se mélange. On peut alors vérifier que des hypothèses qui fonctionnent sur notre planète fonctionnent aussi ailleurs. Quant à l’étude des processus qu’on ne rencontre que sur Jupiter, et dans une moindre mesure sur Saturne, il ne s’agit pas simplement de comprendre des phénomènes physiques singuliers. « Jupiter a un profil unique dans notre système solaire. Par contre, la plupart des exoplanètes connues sont des géantes gazeuses. On commence à se demander si, dans des systèmes avec des champs magnétiques encore plus puissants, composés de lunes encore plus volcaniques, on ne pourrait pas détecter directement des émissions aurorales dans l’infrarouge ou dans l’ultraviolet. Si ces processus se révèlent être communs dans l’univers, Jupiter devient précieux pour en comprendre les rouages. Vu les dimensions et les champs magnétiques impliqués, c’est l’analogue le plus proche que l’on ait sous la main. »

Les différentes aurores de Jupiter

Discerner l’influence du vent solaire de celle des processus internes n’est pas le seul enjeu. Car plusieurs processus internes sont impliqués dans la circulation du plasma dans la magnétosphère de Jupiter et chacun possède sa propre signature aurorale. Parmi les différentes structures qui forment les aurores de Jupiter, la plus facile à identifier prend la forme d’un contour quasi-continu appelé émission principale ou ovale principal. Elle dépend d’un de ces mécanismes. « Le gaz provenant d’Io, une fois qu’il a été ionisé en s’échappant de la lune, est capturé dans le champ magnétique de Jupiter et commence à tourner autour de celle-ci à la même vitesse que la planète tourne sur elle-même. Ce gaz ionisé tourne à peu près 4 fois plus vite autour de Jupiter qu’Io. La tension magnétique empêche ces particules d’être éjectées, mais la force centrifuge va tout de même permettre à ce plasma de migrer progressivement vers l’extérieur. Or, plus il s’éloigne, plus il doit parcourir une longue distance pour en faire le tour. S’il reste à la même vitesse, il ne tourne plus aussi rapidement que Jupiter. Pour maintenir ce qu’on appelle la corotation, à savoir une vitesse angulaire égale partout, le plasma doit donc être accéléré. » Sur Jupiter, à mesure que le plasma s’éloigne, il perd donc de la vitesse angulaire. Cette perte génère une torsion du champ magnétique, et le courant électrique associé va, comme toujours en électromagnétisme, circuler dans un sens tel que ses effets vont s’opposer à la cause qui lui a donné naissance. En clair, dans ce cas-ci, ce courant va accélérer le plasma pour qu’il atteigne à nouveau une vitesse proche de la corotation. Mais une autre conséquence de cet intense courant électrique, c’est l’accélération de particules chargées à un autre endroit : le long des lignes de champ magnétique. Lorsque ces particules percutent l’atmosphère de Jupiter, elles donnent naissance à l’ovale principal.