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N . André Institut de Recherche en Astrophysique et en Planétologie, IRAP, Toulouse, France

Introduction. N . André Institut de Recherche en Astrophysique et en Planétologie, IRAP, Toulouse, France nicolas.andre@ cesr.fr. Atelier exploration radio, plasma et UV des magnétosphères de Jupiter de de Ganymède Meudon, France, 14-15 Mars 2011. La magnétosphère de Jupiter.

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Presentation Transcript

  1. Introduction N. André Institut de Recherche en Astrophysique et en Planétologie, IRAP, Toulouse, France nicolas.andre@cesr.fr Atelier exploration radio, plasma et UV des magnétosphères de Jupiter de de Ganymède Meudon, France, 14-15 Mars 2011

  2. La magnétosphèrede Jupiter • La magnétosphère de tous les extrêmes • Un disquemagnétisé en rotation • Un accélérateur de particules gigantesque • Unegrandediversitéd’interactions • Satellites-magnétosphère • Io • Europe • Ganymède • Callisto • situéstrèsàl’intérieur du systèmemagnétosphérique

  3. Satellites Galiléens

  4. La magnétosphèrede tous les extrêmes • Jupiter is 11 times the diameter of Earth (1400 times the volume) • Jupiter’s magnetic moment is 20,000 times >than Earth’s (opposite polarity) • Jupiter’s auroras are about 100-1000 times more powerful than Earth’s • Jupiter’s magnetotail extends beyond Saturn ‘s orbit

  5. Magnétosphères des planètes géantes Bagenal, 2010 Terre Jupiter Saturne Bm (G) 0.31 4.28 0.22 R (km) 6378 71492 60268 T (h) 23.93 9.92 10.66 RMP 11 Re 90 Rj 20 Rs Magnétosphères en rotation rapide (pulsar) Mini systèmes solaires (systèmes binaires) Contexte exoplanètes

  6. Une magnétosphère en rotation rapide Brice and Ioannidis, 1974 CONSEQUENCE: Les lunes de Jupiter orbitent très à l’intérieur de la magnétosphère, dans les régions dominées par la corotation du plasma autour de Jupiter

  7. Une magnétosphère en rotation rapide Arridge, 2008

  8. Source de plasma Interne à Jupiter Activité volcanique à Io (Voyager) 1 ton/s La densité locale augmente vers l’intérieur du système

  9. Io’s Volcanoes& Geysers Pilan Plume Prometheus Pilan 5 months apart Pele InfraRed

  10. Le tore de Io à Jupiter Cassini UVIS

  11. Interactions multiphases Gas neutre Échange de charge Atome Energétique Neutre (ENA) Particule énergétique Cassini MIMI/INCA

  12. Magnétosphères en rotation rapide Plasma pickup Vinj = Vcorotation - Vmoon Vmoon 10 km/s Vcorotation 35 km/s 1)Unefoiscréé, le plasma estpiégé par le champ magnétique et entraîné en rotation 2)Centrifugationdu plasma &étirement des lignes de champ création d’un disque mince magnétisé demi-échelle de hauteur (1-2 Rj) 3)D’unecréation locale au voisinage de ses sources à la redistribution globaleobservée(transport)

  13. SOLAR WIND Rotation + Outflow EARTH Solar Wind Driven Convection Solar Wind Takenfrom Fran Bagenal

  14. Un disque magnétisé en rotation

  15. Magnétosphères comparées Takenfrom Fran Bagenal

  16. Accélérateur de particules gigantesques Dans la magnétosphère interne • Trapped relativistic electrons (at energies of 10s of MeV) form Jupiter’s Van Allen belts within a few radii of the planet • These electrons emit synchrotron radiation at decimetric (10s of cm) radio wavelengths as they spiral around and bounce from north to south along magnetic field lines • Jupiter is the only planet that emits synchrotron radiation, although it is often seen elsewhere in the universe

  17. Couplage ionosphère/magnétosphère (Christophe Peymirat, cas Terrestre) • Emissions aurorales de Saturne • Emissions aurorales de Jupiter Couplages lunes-magnétosphère Emissions Polaires Hautes latitudes Transfert via courants alignés HST Magnetopause MP • Info ‘globale’, multi-longueur d’ondes • sur l’activité de la magnétosphère … • Un circuit électrique fermé à l’aide de données/outils astronomiques (Equipe CDPP + MAPSKP Etienne Pallier) Oval auroral Moyennes latitudes

  18. A giantparticleaccelerator

  19. Champ magnétiqueinduit • A moon sees a changing magnetic field as Jupiter’s tilted magnetosphere rotates • Electrical currents induced in a electrically conducting layer produce a magnetic perturbation - observed by Galileo • Observed magnetic field perturbations imply water layers in Callisto and Europa, possibly Ganymede • Depth and thickness of water layer not uniquely determined Contexte astrobiologique Takenfrom F. Bagenal

  20. HST observations of oxygen emissions McGrath (2002) Energetic Particles Trailing Side = Upstream Leading Side = Downstream Aurora on Ganymede Khurana, 2007 Surface Aurores

  21. La magnétosphèrede Jupiter • La magnétosphère de tous les extrêmes • Un disquemagnétisé en rotation • Un accélérateur de particules gigantesque • Unegrandediversitéd’interactions • Satellites-magnétosphère • Io • Europe • Ganymède • Callisto • situéstrèsàl’intérieur du systèmemagnétosphérique

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