L'exploitation d'anciennes données de Voyager 2 de la NASA résout plusieurs mystères d'Uranus

En 1986, la sonde spatiale Voyager 2 de la NASA a survolé Uranus, offrant aux scientifiques le premier aperçu rapproché – et jusqu'à présent le seul – de cette étrange planète extérieure en rotation latérale. Parallèlement à la découverte de nouvelles lunes et de nouveaux anneaux, les scientifiques ont dû faire face à de nouveaux mystères déconcertants. Les particules énergisées autour de la planète défiaient leur compréhension de la manière dont les champs magnétiques fonctionnent pour piéger le rayonnement des particules, et Uranus a acquis la réputation d'être une exception dans notre système solaire.

Le premier panneau de ce concept d'artiste montre comment la magnétosphère d'Uranus, sa bulle protectrice, se comportait avant le survol de la sonde Voyager 2 de la NASA. Le deuxième panneau montre qu'un type inhabituel de météo solaire se produisait pendant le survol de 1986, offrant aux scientifiques une vue déformée de la magnétosphère. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Une nouvelle étude analysant les données recueillies lors de ce survol il y a 38 ans a révélé que la source de ce mystère particulier est une coïncidence cosmique. Il s'avère que dans les jours précédant le survol de Voyager 2, la planète avait été affectée par un type inhabituel de météo spatiale qui a écrasé le champ magnétique de la planète , comprimant considérablement la magnétosphère d'Uranus.

« Si Voyager 2 était arrivé quelques jours plus tôt, il aurait observé une magnétosphère complètement différente sur Uranus », a déclaré Jamie Jasinski, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud et auteur principal des nouveaux travaux publiés dans Nature Astronomy . « Le vaisseau spatial a vu Uranus dans des conditions qui ne se produisent que 4 % du temps. »

Les magnétosphères servent de bulles protectrices autour des planètes (y compris la Terre) dotées de noyaux et de champs magnétiques, les protégeant des jets de gaz ionisé, ou plasma, qui s'échappent du soleil dans le vent solaire. Il est important d'en savoir plus sur le fonctionnement des magnétosphères pour comprendre notre propre planète, ainsi que celles situées dans des recoins rarement visités de notre système solaire et au-delà.

C'est pourquoi les scientifiques étaient impatients d'étudier la magnétosphère d'Uranus, et ce qu'ils ont vu dans les données de Voyager 2 en 1986 les a déconcertés. À l'intérieur de la magnétosphère de la planète se trouvaient des ceintures de radiations électroniques dont l'intensité n'était surpassée que par les ceintures de radiations notoirement brutales de Jupiter. Mais il n'y avait apparemment aucune source de particules énergisées pour alimenter ces ceintures actives ; en fait, le reste de la magnétosphère d'Uranus était presque dépourvu de plasma.

L'absence de plasma a également intrigué les scientifiques, car ils savaient que les cinq lunes principales d'Uranus dans la bulle magnétique auraient dû produire des ions d'eau, comme le font les lunes glacées autour d'autres planètes extérieures. Ils en ont conclu que les lunes devaient être inertes et sans activité en cours.

La sonde Voyager 2 de la NASA a pris cette image d'Uranus alors qu'elle survolait la géante de glace en 1986. De nouvelles recherches utilisant les données de la mission montrent qu'un vent solaire s'est produit pendant le survol, ce qui a ouvert un mystère sur la magnétosphère de la planète, qui pourrait désormais être résolu. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Résoudre le mystère

Alors pourquoi n'a-t-on pas observé de plasma et que s'est-il passé pour renforcer les ceintures de radiations ? La nouvelle analyse des données pointe vers le vent solaire. Lorsque le plasma du soleil a frappé et comprimé la magnétosphère, il a probablement expulsé le plasma hors du système. L' événement du vent solaire aurait également intensifié brièvement la dynamique de la magnétosphère, qui aurait alimenté les ceintures en y injectant des électrons.

Ces découvertes pourraient être une bonne nouvelle pour les cinq lunes principales d'Uranus : certaines d'entre elles pourraient être géologiquement actives après tout. Avec une explication pour l'absence temporaire de plasma, les chercheurs estiment qu'il est plausible que les lunes aient pu cracher des ions dans la bulle environnante depuis le début.

Les planétologues s'efforcent de renforcer leurs connaissances sur le mystérieux système d'Uranus, que l'enquête décennale 2023 sur les sciences planétaires et l'astrobiologie des National Academies a priorisé comme cible pour une future mission de la NASA.

Linda Spilker, du JPL, faisait partie des scientifiques de la mission Voyager 2 qui ont suivi de près les images et autres données recueillies lors du survol d'Uranus en 1986. Elle se souvient de l'impatience et de l'excitation suscitées par cet événement, qui a changé la façon dont les scientifiques envisageaient le système uranien.

« Le survol a été rempli de surprises et nous cherchions une explication à son comportement inhabituel. La magnétosphère mesurée par Voyager 2 n'était qu'un instantané dans le temps », a déclaré Spilker, qui a repris la mission emblématique pour diriger son équipe scientifique en tant que scientifique du projet. « Ces nouveaux travaux expliquent certaines des contradictions apparentes et vont changer une fois de plus notre vision d'Uranus. »

Voyager 2, désormais dans l'espace interstellaire, se trouve à près de 21 milliards de kilomètres de la Terre.

Plus d'informations : Jamie Jasinski et al., L'état anormal de la magnétosphère d'Uranus pendant le survol de Voyager 2, Nature Astronomy (2024). DOI : 10.1038/s41550-024-02389-3 . www.nature.com/articles/s41550-024-02389-3

Fourni par la NASA