La petite lune Encelade sculpte l’environnement de Saturne sur des distances record

Malgré sa taille modeste, Encelade exerce une influence électromagnétique colossale sur l'environnement de Saturne. Une étude internationale, dirigée par des chercheurs du Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP), révèle que cette lune agit comme un générateur d’ondes d'Alfvén géante à l’échelle planétaire, étendant son sillage sur plus de 500 000 km.

Une empreinte record à l’échelle planétaire

Si Encelade est célèbre pour ses geysers de vapeur d'eau, son rôle moteur dans le système saturnien était jusqu'ici sous-estimé. En analysant 13 ans de données d’archives de la mission Cassini (NASA/ESA/ASI), une équipe dirigée par Lina Hadid et Thomas Chust du LPP, en collaboration avec des chercheurs et chercheuses d'autres laboratoires, tant nationaux (IRAP, ISAE-SUPAERO, LATMOS, LAM et le LIRA/Observatoire de Paris) qu'internationaux (IRFU/Suède, MPS/Allemagne, CAS/Tchéquie, ESA, APL, UCLA, Université de Michigan, de Boston et d’Iowa aux États-Unis, DIAS/Ireland, MSSL/UCL et Imperial College au Royaume-Uni), a démontré en analysant les données “ondes et particules”, que l'influence électromagnétique de la lune s'étend sur une distance record, équivalente à plus de 2 000 fois son propre rayon.

Le processus commence au pôle sud d'Encelade où des geysers ont été observés: les molécules d'eau éjectées par les panaches s'ionisent et alimentent un tore de plasma. Lorsque le champ magnétique corotant de Saturne balaie la lune, il génère des structures d'ondes appelées « ailes d'Alfvén ». L’étude, publiée dans le Journal of Geophysical Research: Space Physics, montre que ces ondes ne se contentent pas de frôler la lune :

• Elles voyagent comme des vibrations sur une corde le long des lignes de champ magnétique vers les deux pôles de Saturne.
• Elles subissent des réflexions multiples entre l'ionosphère de Saturne et le tore de plasma entourant l'orbite de la lune.
• Ce jeu de rebonds crée un réseau complexe d'ondes entrecroisées qui atteint les très hautes latitudes nord et sud de la planète géante.

Une nouvelle vision pour l'exploration spatiale

Au-delà de Saturne, ces travaux étendent les bases pour l'étude d'autres systèmes planétaires, comme les lunes de Jupiter (ce qui est l'objectif de la mission JUICE, à laquelle participe le LPP en fournissant le fluxmètre Search-Coil) ou même des exoplanètes. Cette découverte souligne également l'importance des futures missions vers Encelade, notamment le projet d’orbiteur et d'atterrisseur de l’ESA prévu pour les années 2040, qui devra embarquer une instrumentation de pointe pour sonder ces interactions complexes.

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