jeudi 12 novembre 2020
Uranus et Neptune forment la classe très particulière des planètes géantes glacées du Système solaire, qui n’ont été explorées qu’une seule fois par un survol de la sonde Voyager 2 dans les années 1980. Pour préparer une future mission orbitale permettant d’étudier de fond en comble leur magnétosphère atypique, un chercheur du LESIA publie cette semaine un article sur les phénomènes auroraux d’Uranus et Neptune dans un numéro spécial d’une revue de la Royal Society.
Crédit : NASA
Uranus et Neptune occupent une place à part dans notre Système solaire. Planètes les plus éloignées du Soleil, orbitant respectivement à 19 et 30 UA (unités astronomiques), elles ne ressemblent ni aux planètes telluriques ni aux planètes géantes gazeuses. Elles ont la particularité de posséder un champ magnétique interne très incliné par rapport à l’axe de rotation. L’interaction de ce champ avec le vent solaire produit des magnétosphères asymétriques uniques dans le Système solaire.
La magnétosphère d’Uranus (comme celle de Neptune) héberge différents types d’émissions radio aurorales, portées par les lignes de champ magnétique (traits pleins), observées depuis les régions indiquées par des flèches. L’instrument radio de Voyager 2 a permis d’en localiser approximativement les principales sources en 1986 (régions grisées) au-dessus des pôles magnétiques mais aussi à l’équateur magnétique.
Contrairement aux autres planètes, ni Uranus ni Neptune n’ont pour l’heure eu l’honneur d’une mission d’exploration orbitale dédiée. Si bien que notre connaissance de ces objets en général, et de leur magnétosphère en particulier, repose encore sur les observations obtenues lors de leur seul survol par la sonde Voyager 2, respectivement en 1986 et en 1989, ainsi que par les observations à distance menées par les télescopes sol ou en orbite terrestre.
L’étude de ces magnétosphères repose sur l’observation de leurs émissions aurorales, qui ont été uniquement détectées dans les fenêtres radio basse fréquence et ultraviolette.
Pour préparer une future mission orbitale, une équipe du pôle plasmas du LESIA a proposé un récepteur radio spatial numérique haute performance miniaturisé. Les observations obtenues avec cet instrument permettraient de répondre aux nombreuses questions qui entourent encore l’origine des rayonnements radio auroraux.
Récepteur radio spatial embarqué sur Cassini, héritage sur lequel est fondé le récepteur radio proposé pour les futures missions d’exploration orbitale d’Uranus et Neptune. Celui-ci sera entièrement numérique et améliorera les observations de Voyager 2 en mesurant toutes les caractéristiques des ondes reçues (état de polarisation, direction de propagation) depuis une variété de positions autour de la planète.
La communauté française est mobilisée depuis une dizaine d’années pour soutenir différents projets de mission d’exploration in situ de la magnétosphère, de l’atmosphère, des lunes et des anneaux des planètes géantes glacées, avec le soutien du CNES.
Le colloque « Ice Giants » (planètes géantes glacées) qui s’est tenu à Londres en janvier 2020, était une nouvelle occasion de rassembler la communauté internationale pour faire le point sur nos connaissances de ces deux systèmes planétaires et préparer une future mission d’exploration de l’un et/ou l’autre de ces systèmes frères.
Un numéro spécial de la revue « Philosophical Transactions A » de la prestigieuse Royal Society, paru le 9 Novembre 2020, a formalisé cet effort avec une vingtaine d’articles à relecteurs publiés, dont un article de revue sur les processus auroraux d’Uranus et Neptune écrit par un chercheur du LESIA [2].
[1] L. Lamy, B. Cecconi, M. Dekkali, P. Zarka, M. Moncuquet, C. Briand, X. Bonnin, P.-L. Astier, D. Dias, C. Louis, L. Griton, A modern digital High Frequency Receiver to explore the Ice Giants radiosources, Ice Giant systems 2020, Royal Society, London, Jan. 2020.
[2] L. Lamy, Auroral emissions from Uranus and Neptune, Philosophical Transactions A of the Royal Society, Volume 378, Issue 2187, 9 Nov. 2020,
doi.org/10.1098/rsta.2019.0481
