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Vous allez suivre la création des aurores saturniennes...
Saturne est la sixième planète du système solaire mais aussi la deuxième planète la plus massive de ce système après Jupiter. Son magnétisme et sa magnétosphère en font une planète semblable à la Terre dans ses comportements. La présence d'aurores polaires fait partie de ces comportements.
Le magnétisme de Saturne
Saturne a la forme d'une sphéroïde plate c'est à dire que le diamètre de son équateur et de ses pôles diffèrent de près de 10%.
Saturne subit donc une rotation différente entre ses pôles et l'équateur. Ces rotations diffèrent de quelques minutes entre ses pôles et l'équateur et de quelques secondes entres les deux pôles. Saturne effectue ses rotations sous une période d'environ 10h30.
Cela fait donc de Saturne une planète plus de deux fois plus rapide que la Terre.
La vitesse de rotation influant sur le magnétisme de la planète, le magnétisme de Saturne est plus conséquent que celui de Terre.
De plus Saturne a une composition interne extrêmement fluide et un noyau incroyablement dense
( à cause d'une atmosphère essentiellement constituée d'hydrogène ). Il est composé de silicates et de fer englobés dans une couche d'hydrogène métallique, d'hydrogène liquide et enfin d'hydrogène gazeux.
( -> l'atmosphère)
La planète n'a donc pas de réel surface puisque les transitions entre ses couches se font progressivement.
Ces éléments confèrent à la planète un champ magnétique, essentiel à la formation d'aurores polaires.
L'atmosphère
L'atmosphère de Saturne est en fait ce qui « dessine la planète » La planète n'ayant pas de surface à proprement parlé, l'atmosphère est ce que nous voyons de la planète c'est à dire ces bandes beiges « sur » la planète.
Par ailleurs, Saturne a une atmosphère composée essentiellement d'hydrogène (93,2%) et d'hélium (6,7%) si l'on parle de molécules de gaz. Les 1% restant étant des traces de molécules de Méthane, d'éthane, d'ammoniac, d'acétylène et également de phosphine. C'est cette composition qui va influer sur la couleur des aurores saturniennes.
La naissance des aurores polaires saturniennes...
L'atmosphère et la magnétosphère de Saturne permettent donc l'apparition d’un bouleversement quand les particules du vent solaire et les composants de l'atmosphère entrent en collision pour provoquer un embrasement du ciel au niveau des pôles et donc de magnifiques rayonnements colorés appelés, aurores polaires.
Nous savons que Saturne possède les conditions requises à la formation d'aurores à ses pôles. Grâce à l'observation de cette planète par des sondes et des satellites comme nous le verrons, nous savons que Saturne, tout comme la Terre, subit une perturbation au niveau de la queue de sa magnétosphère suite au choc des particules, de l'atmosphère et de la magnétosphère.
On se sert d'un code MHD, c'est à dire un code magnétohydrodynamique pour modéliser la présence d'aurore polaire sur Saturne. Le code MHD est une manière de décrire et d'appréhender le comportement d'un fluide, comme le liquide présent dans le noyau de Saturne, en présence d'une magnétosphère.
Les scientifiques ont donc travaillé sur un code MHD mod élisant le comportement de la magnétosphère, du fluide et de son noyau avec le plasma solaire. Ce qui leur a permis d'anticiper la présence d'aurores polaires sur Saturne. L'envoi d'un satellite vers la planète Saturne a ensuite confirmé le code MHD par la présence d'aurores polaires saturniennes.
Différences entre les aurores terrestres et saturniennes
Malgré les similarités entre les phénomènes de ces deux planètes, on constate quelques différences et des zones d'ombre sur l'origine de certaines aurores polaires sur Saturne. Plus précisément, c'est sur les orages magnétiques perçus à la surface de Saturne que des doutes apparaissent. Les scientifiques pensent qu’il pourrait s’agir d’une nouvelle sorte d’aurore mais qui serait cette fois non polaire.
Contrairement à notre planète, où les aurores ne durent que quelques heures c'est pendant plusieurs jours qu'il nous est possible d'observer les aurores sur Saturne.
Ces aurores ont d'ailleurs la particularité de pouvoir changer très rapidement d'aspect, en une quarantaine de minutes il est possible pour
celles-ci de changer de forme.
Couleur des aurores polaires saturniennes
Nous pouvons nous attendre à voir des aurores entièrement rouges quand nous observons celles de Saturne car nous savons que l'hydrogène émet dans la plupart des cas une couleur rouge lors de sa désexcitation. Cependant, l'atmosphère de faible densité est bombardée par des particules chargées dont les énergies font subir des variations de couleurs aux aurores que nous percevons. Nous observons donc des structures colorées rouges à la base et violettes sur le dessus. Ce fait qui semble vrai tout le temps est contraire aux aurores terrestres qui sont principalement vertes. Cette différence de couleur et due au fait que notre planète a son atmosphère constituée principalement d'azote et d'oxygène, alors que l'atmosphère de Saturne est composée, comme dit plus haut, d'hydrogène. La présence d’un peu de violet dans les aurores de Saturne résulte du fait que l’atmosphère de Saturne n’est pas composée entièrement d’hydrogène, il y a également présence d'atomes d'Hélium qui nuancent la couleur de l’aurore perçue.
Observation des aurores
Le télescope spatial Hubble (HST) de l'astronome Edwin Hubble a été développé par la NASA et l'agence spatiale européenne. Il permet d'obtenir des images d'excellente résolution grâce à un miroir de 2,4 m ètres de diamètre et à des spectroscopes permettant d'observer dans l'infrarouge et dans l'ultraviolet. Ce téléscope a effectué sa première mission en 1993 et sera en fonction jusqu'en 2018.
Hubble a contribué à des découvertes majeures dans le domaine de l'astrophysique, telles que la présence de trous noirs super massifs au centre de notre galaxie. Il a aussi permis d'analyser la planète Saturne dans le domaine de l'ultraviolet et de confirmer la similitude entre le fonctionnement auroral de la Terre et celui de Saturne.
Les aurores de Saturne résultent des orages magnétiques de Saturne, c'est à dire de l'impact d'éjection de plasma coronal sur la magnétosphère. C'est le même phénomène que pour la planète bleue, cependant, le satellite Hubble a détecté des mécanismes qui paraissent différents mais qui sont aujourd'hui incompris et donc sans réponse.
Les orages magnétiques
Les orages sont donc un phénomène qui n'est pas visible sur la planète Terre. Ils semblent être la cause d’autres phénomènes. En effet, un nuage blanc a été observé une fois chaque année saturnienne, toutes les trente années terrestres, celui-ci apparaît bleu dans l’atmosphère saturnienne. Un système ondulatoire hexagonal existe autour du pôle nord à une latitude de 78°et reste statique. La latitude de cette structure nuageuse ne change pas, elle ne se déplace pas. Ce phénomène qui est donc situé à l'hémisphère nord n’est pas encore compris, mais il s’agirait vraisemblablement d’un nouveau type d’aurore polaire, ou d’un cumulus d’ondes stationnaires selon les astronomes. Ils supposent cependant que la première hypothèse est plus rationnelle.
On espère donc bientôt en savoir davantage sur les aurores saturniennes car on entre bientôt dans un cycle solaire de 11ans où le soleil devrait envoyer davantage de plasma ( c'est à dire des particules et du vent solaire ) ce qui permettra d'observer davantage d'aurores et donc de préciser leur fonctionnement et de trouver des mécanismes inconnus, qui différencient les aurores saturniennes des aurores terrestres.