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Des vents atmosphériques très profonds sur Jupiter

Une image de la planète Jupiter transmise par la sonde Juno.

La planète Jupiter telle que photographiée par la JunoCam embarquée à bord de la sonde Juno.

Photo : NASA

Radio-Canada

Les données recueillies par la mission Juno de la NASA indiquent que les vents qui soufflent autour de Jupiter, la plus grosse planète de notre système solaire, pénètrent très profondément dans son atmosphère et que ses bandes nuageuses tournent à des vitesses différentes.

Un texte d'Alain Labelle

La revue Nature (Nouvelle fenêtre) publie cette semaine une série de quatre études réalisées à l'aide des informations rassemblées lors des 10 survols de la planète effectués par la sonde Juno, arrivée dans le voisinage de Jupiter en juillet 2016 après un voyage de 2,8 milliards de kilomètres depuis son lancement en 2011.

Les bandes nuageuses

Depuis cinquante ans, les astronomes tentent de savoir si les bandes nuageuses autour de cette planète sont ancrées en profondeur ou si, au contraire, elles sont très minces, comme le courant-jet observé dans l’atmosphère terrestre.

Les présents travaux, auxquels a participé le planétologue Tristan Guillot de l'Observatoire de la Côte d'Azur en France, ont permis d’établir que les bandes de Jupiter tournent à des vitesses différentes en raison de phénomènes météorologiques.

Séquence d'images captées par la sonde Juno et dont la couleur a été modifiée.

Séquence d'images captées par la sonde Juno et dont la couleur a été modifiée.

Photo : NASA/SWRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran

En mesurant le champ de gravité de la planète cent fois plus précisément que ce qui avait été fait jusqu’à présent, M. Guillot et ses collègues ont également réussi à établir que les vents s’étendent à 3000 km de profondeur. Cette atmosphère correspond à environ 1 % de la masse de Jupiter (3 fois celle de la Terre).

Par comparaison, l'atmosphère terrestre représente moins d'un millionième de la masse totale de la Terre.

Yohai Kaspi, Institut Weizmann
Illustration montrant la circulation au niveau des nuages de Jupiter et dans l’intérieur de la planète.Agrandir l’image

Photo : Observatoire de la Côte d’Azur

L’analyse de son champ de gravité permet aussi d’établir que ce dernier est asymétrique : l’attraction de la planète n’est pas la même dans l’hémisphère nord et dans l’hémisphère sud.

Cette découverte est surprenante, puisque Jupiter est une planète fluide. Contrairement à la Terre, c’est un monde sans surface rocheuse ni océan.

Comparaison entre la taille de la grande tache rouge de Jupiter et la Terre.Agrandir l’image

Photo : NASA

Les scientifiques s’attendaient à ce que la planète soit à l’équilibre et qu’il n’y ait aucune différence entre les deux hémisphères, ce qui n’est pas le cas.

Cette réalité est une autre preuve, selon les chercheurs, que les vents sur Jupiter sont suffisamment profonds pour modifier la gravité de la planète.

En outre, ces travaux permettent aussi d’établir que, plus profondément, la température et la pression augmentent, l’hydrogène s’ionise et est entraîné par le champ magnétique très intense de Jupiter. L’intérieur profond de la planète tournerait donc à la même vitesse.

Ces travaux permettent de mieux cerner la dynamique de cette planète et des géantes gazeuses en général.

C'est un grand pas. Maintenant, nous comprenons que les planètes gazeuses géantes sont composées d'un centre à la rotation uniforme [...] et d'une enveloppe externe composée de zones qui tournent à des vitesses différentes.

Tristan Guillot

Et sur Saturne

Ces nouvelles connaissances permettent de penser que Saturne, qui est moins massive que Jupiter, doit avoir des vents encore plus profonds, jusqu’à 9000 km. De plus, certaines exoplanètes massives et les naines brunes pourraient abriter des vents qui pénètrent moins profondément.

Cyclones permanents

Les présentes études permettent aussi d’établir que les cyclones massifs observés aux pôles Nord et Sud de la planète sont des caractéristiques atmosphériques persistantes ne ressemblant à rien d'autre dans notre système solaire.

Cette image montre le pôle Sud de Jupiter lorsque la sonde Juno se trouvait à  52 000 kilomètres d'altitude. Les formes ovales sont d'énormes ouragans.Agrandir l’image

Cette image montre le pôle Sud de Jupiter lorsque la sonde Juno se trouvait à 52 000 kilomètres d'altitude. Les formes ovales sont d'énormes ouragans.

Photo : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

Au pôle Nord, huit cyclones tournent autour d'un seul grand cyclone. Le pôle Sud, lui, est encerclé par cinq de ces gigantesques ouragans.

Les structures cycloniques que nous observons autour des pôles de Jupiter n'existent autour d'aucune autre planète du système solaire.

Alberto Adriani, Institut italien d’astrophysique et de planétologie

Leurs origines et leur incroyable durée de vie restent quand même inexpliquées.

Astronomie

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