Au fil des années d’observations, les planétologues et les astrophysiciens ont développé de nombreuses façons de rechercher des exoplanètes lointaines.
On estime que ce n'est que dans la Voie Lactée qu'il ne devrait pas y avoirmoins de 100 milliards de mondes, dont près de 300 millions doivent avoir des conditions propices à l'émergence de la vie. Mais un peu plus de 5 200 exoplanètes confirmées sont actuellement connues, et les observations de 9 000 autres objets candidats sont toujours en cours de test.
Comment se forme l'aurore ?
Aurora - un "spectacle de lumière" coloréqui peut être observée dans le ciel nocturne aux latitudes subpolaires et parfois tempérées. Les aurores se produisent lorsque des particules chargées (électrons et protons) entrent en collision avec des gaz dans la haute atmosphère terrestre.
Ces collisions produisent de minuscules éclairsqui couvrent le ciel de "motifs" multicolores. Lorsque des milliards d'éclairs se succèdent, les aurores semblent bouger ou "danser" dans le ciel.
Selon les atomesparticules interagissent, il peut être de différentes couleurs. Par exemple, la teinte verte la plus courante se produit lorsque des particules chargées entrent en collision avec des molécules d'oxygène à une altitude de 100 à 300 km, et les atomes d'azote à une altitude d'environ 100 km donnent une lueur rose et rouge foncé.
Lumières polaires multicolores. Image : Agence spatiale canadienne, Université de Calgary, Astronomy North
Bien que les aurores soient visibles principalementfaçon la nuit, ils se forment sous l'influence du vent solaire. Il s'agit d'un flux de particules ionisées s'écoulant de la couronne d'une étoile dans toutes les directions. Il souffle en permanence, mais dans des conditions normales, le champ magnétique terrestre forme un bouclier invisible qui nous protège du vent solaire. De temps en temps, le vent solaire s'intensifie et « perce » la protection. En conséquence, un flux de particules interagit avec des gaz dans un champ magnétique (magnétosphère), donnant lieu à de magnifiques aurores.
Le champ magnétique terrestre dirige chargéparticules vers les pôles. La forme du champ magnétique terrestre crée deux ovales d'aurores au-dessus des pôles magnétiques nord et sud. De plus, plus le Soleil est actif, plus cet ovale sera "large" et plus les aurores seront visibles aux basses latitudes.
Il atteint sa plus grande activité sous l'influence deéjections de masse coronale. Lors de ce phénomène, une énorme « bulle » de plasma chargé jaillit de la couronne solaire, se déplaçant à une vitesse moyenne de plus de 400 km/s.
Illustration artistique des éjections de masse coronale et des lignes de garde de champ magnétique. Image : Agence spatiale canadienne
Y a-t-il des aurores sur d'autres planètes ?
Les aurores ne sont pas un phénomène terrestre uniquephénomène. Si une planète a une atmosphère et un champ magnétique, elle connaîtra très probablement des aurores boréales. Lors d'observations astronomiques, les chercheurs ont observé des phénomènes similaires sur de nombreuses planètes du système solaire.
Les champs magnétiques de Jupiter et Saturne sont beaucoup plus fortsque celui de la Terre (par exemple, l'intensité du champ équatorial de Jupiter est de 4,3 Gauss contre 0,3 Gauss pour la Terre). Sans surprise, des aurores à grande échelle sont observées sur les deux géantes gazeuses.
Les aurores sur Saturne sont similaires à celles sur Terrese forment sous l’influence du vent solaire. Mais sur Jupiter, ce phénomène est bien plus compliqué. L'ovale principal des aurores de Jupiter est associé au plasma qui jaillit des volcans de la lune Io et atteint la magnétosphère de la planète. Un autre type d'aurores sur la planète est associé au vent solaire.
De plus, les lunes, en particulier Io, sont égalementsources puissantes de l'aurore. Cela est dû à la dynamo magnétique - l'effet de l'auto-génération d'un champ lors du déplacement en raison du mouvement relatif entre la planète en rotation et la lune en mouvement. Cet effet génère des courants électriques se déplaçant le long de lignes de force et « chargeant » les particules dans l'atmosphère.
Aurore sur Jupiter. Image : NASA, ESA et AMP ; John T. Clarke (Université du Michigan)
Des aurores ont également été observées sur Vénus etMars. Vénus n'a pas de champ magnétique, de sorte que les aurores sur cette planète ressemblent à des taches brillantes et dispersées de formes et d'intensités variées, parfois réparties sur tout le disque de la planète. Et sur la planète rouge, plusieurs types de phénomènes similaires ont été découverts à la fois, qui s'expliquent de différentes manières.
De plus, en 2014-2016, la rechercheLe navire Rosetta a observé des aurores même sur la comète Churyumov-Gerasimenko. On pouvait l'observer dans la gamme de longueurs d'onde de l'ultraviolet lointain. Les chercheurs pensent que cela se produit lorsque des électrons accélérés du vent solaire interagissent avec des particules de gaz dans la coma, un nuage entourant le noyau de la planète.
Aurores boréales en lumière ultraviolette sur une comète. Image : ESA/Rosetta/NAVCAM
Les vents stellaires des mondes lointains et la recherche de la vie
En 2021, des indices de la présence de telsles interactions se produisant dans d'autres systèmes stellaires ont d'abord été détectées à l'aide du radiotélescope LOFAR (Low-Frequency Array) aux Pays-Bas. Les chercheurs ont découvert une vingtaine d'étoiles naines émettant des émissions radio spécifiques. Bien que ces planètes n'aient pas encore découvert d'exoplanètes, cet effet ressemble à l'interaction des vents stellaires avec les champs magnétiques d'autres objets.
Dans leur étude, les scientifiques se sont concentrés surles naines rouges, le type d’étoile le plus répandu dans l’Univers, représentant plus de 70 % de la « population » de la Voie lactée. Ces étoiles sont petites et froides : leur masse ne dépasse pas un tiers de celle du Soleil et elles sont généralement jusqu'à 50 fois plus faibles.
Les planètes du système solaire émettent de puissantesondes radio lorsque leurs champs magnétiques interagissent avec le vent solaire, mais les signaux radio provenant de planètes d'autres systèmes stellaires n'ont pu être détectés qu'en 2021.
Au cours de l'étude, les planétologues ont découvert 19systèmes stellaires d'où proviennent les émissions radio. Les données rappellent l'interaction des champs magnétiques de Jupiter et Io. Bien que les exoplanètes elles-mêmes n'aient pas encore été découvertes, l'interaction entre la planète et l'étoile est la meilleure explication des phénomènes observés.
En 2022, un chercheur de LeydonL'Université Rob Kavanagh est allée encore plus loin. Il a développé des modèles mathématiques décrivant comment les vents stellaires et les champs magnétiques de différentes planètes interagissent. Les modèles de Kavanagh ne servent pas seulement à découvrir de nouvelles exoplanètes.
Les données recueillies par le radiotélescope peuvent également êtreutiliser pour explorer le système stellaire. Par exemple, à partir de modèles et d'un signal fixe, on peut déterminer la taille de la planète et son orbite. De plus, la force du rayonnement pourrait également donner un aperçu des propriétés des vents stellaires eux-mêmes et de la taille du champ magnétique autour de l'exoplanète.
Il s'agit d'une information importante car elle est assezIl est probable que le champ magnétique terrestre nous ait fourni une atmosphère. Cela signifie que la présence et la taille du champ magnétique donnent aux astronomes une indication de l'habitabilité potentielle de la planète.
Rob Kavanagh, modéliste
Les chercheurs continueront à développer des modèlesinteractions entre étoiles et planètes pour créer une technique de recherche à grande échelle d'exoplanètes à l'aide d'observations de radioastronomie. C'est peut-être cette méthode qui permettra de trouver un autre monde habitable dans notre Galaxie.
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