Plongez dans les nuages de Jupiter pour mieux comprendre son atmosphère

De nouvelles images, prises avec un radiotélescope, le VLA, permettent de pénétrer sous la couche de nuages de Jupiter. Avec les données que collectera la sonde Juno, elles devraient nous aider à percer les mystères de l’atmosphère des planètes géantes. En effet, les scientifiques ne comprennent pas encore très bien la circulation turbulente sur Jupiter ni la stabilité de la Grande Tache rouge.

Pas plus que les sondes Voyager 1 et 2, Galileo n’a pu percer tous les mystères de Jupiter et de ses lunes. Les astrophysiciens sont, bien sûr, fascinés par les volcans d’Io et la possibilité de découvrir de la vie dans l’océan d’Europe – la mission Juice, de l’Agence spatiale européenne (ESA), pourrait nous en apprendre plus sur cette lune glacée de Jupiter ainsi que sur ses sœurs, Callisto et Ganymède.

Les planétologues s’intéressent aussi à l’atmosphère de Jupiter et cherchent, par exemple, à mieux comprendre l’origine de la Grande Tache rouge. On peut, certes, continuer à étudier les mondes jupitériens depuis le sol, mais rien ne remplace une sonde in situ, capable de faire des observations en continu. C’est pourquoi la NASA a lancé il y a quelques années la mission Juno, qui devrait se mettre en orbite autour de Jupiter le 4 juillet 2016 – date symbolique pour les États-Unis qui célébreront alors le 240e anniversaire de leur indépendance.

En attendant ce jour, les chercheurs préparent également le succès de cette mission en repoussant les limites des observations terrestres, comme on peut s’en convaincre avec un article publié dans Science. Une équipe de radioastronomes y annonce qu’il a été possible d’améliorer d’un facteur 10 les observations de l’atmosphère de Jupiter à l’aide du célèbre Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), situé dans la plaine de San Augustin, au Nouveau-Mexique (États-Unis).

Grande tache Jupiter

La Grande Tâche Rouge vue par Voyager 2 en 1979 (Source : NASA).

Cela leur a permis de plonger de 100 kilomètres à l’intérieur des nuages de la couche supérieure de l’atmosphère de la géante et d’y voir les mouvements des gaz. Il a donc été possible de commencer à voir ce qui se passe sous la surface de Jupiter et de montrer dans le visible les bandes colorées, les taches et les tourbillons dont la splendeur a été révélée par les images des sondes Voyager et Galileo.

Les chercheurs ont ainsi pu dresser une sorte de carte en 3D des mouvements superficiels de l’ammoniac (NH3) grâce aux émissions radio de cette molécule. Ils peuvent ainsi mieux comprendre la formation des nuages d’hydrosulfure d’ammonium à 200 kelvins ou de ceux contenant de l’ammoniac sous forme de glace à 160 kelvins.

Les structures révélées sont en étroite correspondance avec celles visibles sur Terre, avec un bon télescope d’amateur et, bien sûr, avec le télescope Hubble. On voit des structures convectives ressemblant à celles de l’atmosphère terrestre, avec des courants de gaz riches en ammoniac qui s’élèvent puis plongent une fois appauvris en NH3, tout comme le font sur Terre des courants appauvris en eau tombant des nuages.

On constate également que les taches apparaissant plus brillantes en infrarouge (elles sont donc plus chaudes) et qui encerclent Jupiter au nord de l’équateur sont plus pauvres en ammoniac. Surtout, les radioastronomes ont pu trouver la clé d’une énigme remontant à… 1995. À l’époque, Galileo avait été volontairement projetée sur Jupiter pour une dernière mission : sonder la structure et la composition de l’atmosphère de la géante. Un taux en ammoniac bien plus élevé que celui déduit des observations avec le VLA depuis le sol avait alors été obtenu. Les chercheurs savent maintenant que ce sont les mouvements atmosphériques ainsi que la rotation rapide de Jupiter sur elle-même (à savoir dix heures alors que la prise d’image radio prend quelques heures) qui avaient conduit à cet écart entre les deux mesures.

Quand Juno sera en orbite, la sonde étudiera la structure de l’atmosphère au niveau de la répartition des molécules d’eau. Les mesures seront complémentaires de celles concernant les molécules d’ammoniac obtenues avec le VLA. Au final, nous devrions mieux contraindre et mieux comprendre les modèles de la circulation atmosphérique de la planète ainsi que l’origine de l’énergie qui la maintient. Nous serons alors mieux armés pour comprendre ce qui se passe dans les autres atmosphères des géantes du Système solaire comme Uranus et Neptune et, bien évidemment, Saturne.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiations à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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