Soutenance d’habilitation à diriger des recherches de Laurent Lamy le 19 décembre 2019

Titre

Magnétosphères planétaires et rayonnements auroraux comparés

Résumé

Mes travaux de recherche passés ont porté sur l’étude comparée des magnétosphères planétaires, de leurs rayonnements auroraux et des plasmas spatiaux associés. J’ai principalement travaillé à partir d’observations de sondes spatiales et de télescopes terrestres, notamment radio et UV, avec une progression thématique kronocentrique. L’exploration orbitale de Saturne par Cassini (2004-2017), complétée par des observations du télescope spatial Hubble, a motivé (i) mes travaux initiaux sur la magnétosphère de Saturne. J’ai ainsi caractérisé les propriétés à grande échelle du rayonnement auroral kilométrique (spectre, sources, diagramme d’émission, polarisation) pour sonder les processus auroraux (accélération, rayonnement) et la dynamique magnétosphérique (contrôle du vent solaire, modulation rotationnelle). J’ai ensuite analysé les traversées des sources radio aurorales par Cassini pour valider in situ l’Instabilité Maser Cyclotron comme mécanisme d’émission commun avec la Terre, à vocation universelle. J’ai aussi étudié les aurores à d’autres longueurs d’onde pour cartographier les régions magnétosphériques actives et dresser un bilan d’énergie précipitée/dissipée. C’est de ce point de départ que j’ai réabordé (ii) le cas des magnétosphères plus proches de la Terre et de Jupiter à l’aide d’observations radio passées (Cassini, Voyager) et en cours (Réseau Décamétrique de Nançay) avec des résultats inattendus. J’ai découvert la modulation diurne du rayonnement kilométrique terrestre, d’origine toujours débattue. A Jupiter, je me suis intéressé aux interactions magnétosphère/vent solaire et planète/satellites avec l’orbiteur polaire Juno (arrivé en 2016) en perspective. Plus loin dans l’héliosphère, (iii) j’ai étudié Uranus (et Neptune) grâce à une approche prédictive nouvelle qui m’a permis de re-détecter les aurores UV d’Uranus avec Hubble et de sonder sa magnétosphère asymétrique dans une configuration inédite proche de l’équinoxe. Plus récemment, je me suis tourné naturellement vers (iv) la recherche de rayonnements auroraux extrasolaires d’exoplanètes et d’objets plus massifs à l’aide de radiotélescopes au sol de grande taille (LOFAR, NenuFAR, NRT). Ces travaux ont vocation à s’enrichir de l’exploration à venir de Mercure avec Bepi-Colombo, de Ganymède avec JUICE puis d’Uranus ou Neptune avec plusieurs projets de mission orbitales dans lesquels je me suis beaucoup investi. Au sol, le Square Kilometer Array (SKA) permettra prochainement d’observer les magnétosphères extrasolaires lointaines, avec une sensibilité et une couverture spectrale inégalée.