Digne d'un film de science-fiction : les télescopes Webb et Hubble ont observé les aurores de Jupiter au même moment. Pour une raison inconnue, ils n'ont pas vu la même chose

La Grande Tache Rouge, les cyclones polaires, les bandes nuageuses… Jupiter est célèbre pour ses dimensions colossales et ses tempêtes éternelles. Mais ses aurores ne sont pas en reste, et ce n’est que maintenant que nous les découvrons en détail grâce à la puissance du télescope spatial James Webb, qui a récemment observé le trou noir au centre de la Voie lactée et découvre un spectacle de lumières hallucinant.

Fraîchement publiées avec une étude dans Nature Communications, les images ont été capturées le 25 décembre 2023 grâce à la caméra NIRCam du télescope Webb.

La conclusion la plus immédiate est que les aurores de Jupiter sont d'un tout autre niveau. Des centaines de fois plus brillantes et énergétiques que celles de la Terre, elles ne sont pas seulement alimentées — comme sur notre planète — par les particules chargées du vent solaire, mais aussi par le matériau volcanique éjecté par la lune active Io.

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L'équipe en charge des observations a eu une surprise en analysant les données. Elle s'attendait à observer des changements lents et progressifs dans les aurores, mais a plutôt constaté que "toute la région bouillonnait et explosait de lumière", un spectacle hyperactif qui "variait en l'espace de quelques secondes".

"Quel cadeau de Noël ce fut, j'en suis resté bouche bée !", confie le chercheur Jonathan Nichols, de l'Université de Leicester, au Royaume-Uni.

Pour compléter l'étude, l'équipe a coordonné les observations infrarouges du Webb avec celles, simultanées, du télescope spatial Hubble dans l'ultraviolet. Et c'est là qu'apparaît le mystère : les lumières les plus brillantes observées par Webb dans l'atmosphère de Jupiter n'avaient aucun équivalent dans les images de Hubble.

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Le télescope Webb s'est concentré sur les émissions du cation trihydrogène (H₃⁺), une molécule qui brille fortement en infrarouge lorsque des électrons à haute énergie percutent l'hydrogène moléculaire. Mais pour produire la combinaison d'éclats observée par les deux télescopes, il faudrait une énorme quantité de particules à très faible énergie frappant l'atmosphère de Jupiter — quelque chose que l'on pensait jusqu'ici pratiquement impossible.

L'équipe prévoit d'étudier en profondeur cette différence entre les données de Webb et de Hubble, et d'explorer ses implications pour l'environnement de Jupiter. Les prochaines observations de Webb seront comparées aux données de la sonde Juno de la NASA pour tenter de percer l'origine de ces émissions.

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Ces découvertes serviront à guider la mission Juice de l'ESA, actuellement en route vers Jupiter. Sept de ses instruments, dont ses deux caméras, seront consacrés à l'étude des aurores joviennes une fois la sonde arrivée à destination. Ses mesures de proximité aideront les astronomes à mieux comprendre l'interaction entre le champ magnétique et l'atmosphère de la planète, ainsi qu'avec la lune Io.