Ces données inédites dressent le portrait le plus détaillé à ce jour de la formation des aurores boréales, de leur influence par le champ magnétique inhabituellement incliné de la planète et du refroidissement continu de l'atmosphère d'Uranus au cours des trente dernières années. Publiés dans la revue Geophysical Research Letters , ces résultats offrent un nouvel éclairage sur la distribution de l'énergie dans les couches supérieures des planètes géantes de glace.
Menée par Paola Tiranti de l'Université de Northumbria au Royaume-Uni, l'étude a cartographié la température et la densité des ions dans l'atmosphère d'Uranus jusqu'à 5 000 kilomètres au-dessus des nuages, dans une région appelée ionosphère où l'atmosphère est ionisée et interagit fortement avec le champ magnétique de la planète. Les mesures montrent que les températures atteignent leur maximum entre 3 000 et 4 000 kilomètres, tandis que les densités ioniques culminent autour de 1 000 kilomètres, révélant ainsi des variations longitudinales nettes liées à la géométrie complexe du champ magnétique.
« C’est la première fois que nous parvenons à observer la haute atmosphère d’Uranus en trois dimensions », a déclaré Tiranti. « Grâce à la sensibilité du télescope Webb, nous pouvons suivre la circulation de l’énergie vers le haut à travers l’atmosphère de la planète et même observer l’influence de son champ magnétique asymétrique. »
Cette vidéo en accéléré est considérée comme le seul ensemble de données à ce jour ayant permis d'observer en continu une rotation complète d'Uranus grâce à un seul télescope. Cette performance a été rendue possible par l'orbite unique du télescope Webb au point de Lagrange L2, qui a permis d'observer la planète pendant environ 17 heures. Crédit : ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, P. Tiranti, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb)
Les données du télescope Webb confirment que la haute atmosphère d'Uranus continue de se refroidir, prolongeant une tendance amorcée au début des années 1990. L'équipe a mesuré une température moyenne d'environ 426 kelvins (environ 150 °C), inférieure aux valeurs enregistrées par les télescopes terrestres ou les précédents engins spatiaux.
Deux bandes aurorales brillantes ont été détectées près des pôles magnétiques d'Uranus, ainsi qu'une nette diminution de l'émission et de la densité ionique dans une partie de la région située entre ces deux bandes (une caractéristique probablement liée à des transitions dans les lignes de champ magnétique). Des régions sombres similaires ont été observées sur Jupiter, où la géométrie du champ magnétique détermine le déplacement des particules chargées dans la haute atmosphère.
« La magnétosphère d'Uranus est l'une des plus étranges du système solaire », a ajouté Tiranti. « Elle est inclinée et décalée par rapport à l'axe de rotation de la planète, ce qui explique la complexité des aurores boréales qui balaient sa surface. Le télescope Webb nous a désormais montré à quel point ces effets se propagent profondément dans l'atmosphère. En révélant la structure verticale d'Uranus avec une telle précision, Webb nous aide à comprendre le bilan énergétique des géantes de glace. Il s'agit d'une étape cruciale pour la caractérisation des planètes géantes situées au-delà de notre système solaire. »
L'étude est basée sur les données du programme JWST General Observer 5073 (PI : H. Melin de l'Université de Northumbria au Royaume-Uni), qui a utilisé l'unité de champ intégral de NIRSpec le 19 janvier 2025 pour observer Uranus pendant 15 heures.
Détails de la publication / Paola I. Tiranti et al., Le JWST découvre la structure verticale de l'ionosphère d'Uranus, Geophysical Research Letters (2026). DOI : 10.1029/2025gl119304
Par l'Agence spatiale européenne
Edité par Lisa Lock, relu par Robert Egan
Fourni par l'Agence spatiale européenne
