PlanétologieUne

Une pluie d’électrons responsable d’émissions aurorales à la surface de Mercure !

L’interaction entre le vent solaire et le champ magnétique intrinsèque d’une planète entraîne diverses réponses à l’intérieur de la magnétosphère qu’elle forme. Comme pour la Terre, mais sur des échelles de temps beaucoup plus rapides, la magnétosphère de Mercure est connue pour impliquer des processus fondamentaux conduisant à des reconfigurations rapides de la magnétosphère libérant du plasma et de l’énergie. Au cours du cycle magnétosphérique qui résulte de cette interaction, les particules chargées sont ainsi accélérées, transportées, perdues ou recyclées dans la magnétosphère. Les électrons notamment peuvent précipiter et induire des émissions aurorales en fluorescence X à la surface de Mercure.

La mission BepiColombo, dont le troisième survol rapproché de Mercure vient d’avoir lieu en juin 2023, dispose d’une instrumentation plasma de pointe permettant d’étudier les propriétés des particules chargées dans la magnétosphère de Mercure, notamment, 50 ans après la mission Mariner 10, celles des populations d’électrons thermiques et suprathermiques.

Une équipe de recherche composée de scientifiques de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP/OMP), a analysé les données recueillies pendant le premier survol de Mercure en Octobre 2021 par les analyseurs d’électrons à Mercure MEA1 , et mis en évidence pour la première fois des injections multiples et impulsives d’électrons suprathermiques sur des lignes de champ magnétique fermées qui finissent par précipiter à la surface de Mercure, en relation avec le développement probable d’une activité de type sous orage magnétique. Ces observations soulignent que les injections d’électrons et la dérive magnétique dépendante de leur énergie qui en résulte sont un mécanisme universel maintenant documenté dans tout le Système Solaire. Ce mécanisme génère ainsi différents types d’aurores désormais observées sur toutes les planètes magnétisées à l’exception de Neptune, ainsi qu’au-dessus des champs magnétiques crustaux de la croûte martienne, malgré les différences de structure et de dynamique des magnétosphères planétaires.

Observations multiples et impulsives d’injections multiples d’électrons suprathermiques qui précipitent le long des lignes de champ magnétique sur la surface de Mercure et créent des émissions aurorales en fluorescence X. © Sae Aizawa

Laboratoire impliqué

Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP/OMP). Tutelles : CNRS / CNES / Univ. Toulouse III Paul Sabatier


Publication

Direct evidence of substorm-related impulsive injections of electrons at Mercury, Aizawa, Harada, André et al., Nature Communications, (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39565-4


Contact

Nicolas André, chercheur CNRS à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP/OMP) – Mail : nicolas.andre@irap.omp.eu


Note

1 Mercury Electron Analyzer


Source CNRS INSU

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