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La présence d’eau dans l’atmosphère de Jupiter quantifiée

La sonde de 3,6 tonnes lancée en 2011 est entrée dans l’orbite de la géante gazeuse en juillet 2016 après un voyage de 2,8 milliards de kilomètres.

La région équatoriale sud de Jupiter telle que captée par Juno en septembre 2017.

La région équatoriale de Jupiter telle que captée par Juno en septembre 2017.

Photo : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

L’analyse des données recueillies par la sonde Juno de la NASA montre que l’eau compte pour environ 0,25 % des molécules présentes dans l'atmosphère à l'équateur de Jupiter.

Les astronomes espéraient obtenir une estimation précise de la quantité totale d'eau dans l'atmosphère de Jupiter depuis des décennies.

Il faut savoir que cette donnée représente une information importante à la compréhension de la formation du système solaire. Comme Jupiter a probablement été la première planète à se former, elle contient la plupart des gaz et des poussières qui n'ont pas été incorporés au Soleil.

Les principales théories sur la formation de la plus grosse planète du système reposent en grande partie sur la quantité d'eau qu’elle a absorbée.

En outre, connaître la concentration en eau de l’atmosphère permet aux scientifiques de mieux cerner la météorologie de la géante gazeuse.

D'épais nuages blancs sont présents sur cette image captée par Juno de la zone équatoriale de Jupiter.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

D'épais nuages blancs sont présents sur cette image captée par Juno de la zone équatoriale de Jupiter. Aux fréquences micro-ondes, ces nuages sont transparents, ce qui permet aux instruments de la sonde de mesurer l'eau en profondeur dans l'atmosphère de Jupiter.

Photo : NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

La détection de la foudre, un phénomène généralement alimenté par l'humidité, par Voyager et d'autres sondes sous-entendait la présence d'eau, mais les scientifiques n’avaient pas encore réussi à obtenir une estimation précise de la quantité en profondeur dans l'atmosphère de Jupiter.

Une fausse piste

En décembre 1995, la sonde Galileo de la NASA avait transmis des mesures de la quantité d'eau dans l'atmosphère de la géante gazeuse jusqu'à une profondeur d'environ 120 km.

À l’époque, les données recueillies ont montré qu’il y avait dix fois moins d'eau que ce qu'estimaient les scientifiques. Un autre détail avait surpris les chercheurs : la quantité d'eau mesurée par Galileo semblait augmenter au fur et à mesure que la sonde s’enfonçait dans l’atmosphère. Cette observation contredisait la théorie selon laquelle la teneur en eau était constante dans une atmosphère bien mélangée.

Une image montrant la ceinture tempérée au sud de Jupiter.

Cette image montre la ceinture tempérée au sud de Jupiter. Elle a été prise le 29 octobre 2018 alors que Juno se trouvait à environ 34 700 km du sommet des nuages de la planète.

Photo : NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / David Marriott.

D’autres données combinées à une carte infrarouge obtenue au même moment par un télescope au sol laissent à penser que la sonde avait peut-être échantillonné une région exceptionnellement sèche et chaude de l’atmosphère.

Les récentes informations recueillies par Juno semblent abonder dans cette direction. Elles montrent aussi que l’atmosphère n’est pas bien mélangée.

Au moment où nous pensions avoir compris certaines choses, Jupiter nous rappelle combien nous avons encore beaucoup à apprendre.

Scott Bolton, chercheur au Southwest Research Institute

Nous avons donc trouvé plus d’eau au-dessus de l'équateur que ne le laissait penser Galileo, affirme Cheng Li, de l'Université de Californie à Berkeley.

Parce que la région équatoriale est très particulière sur Jupiter, nous devons maintenant comparer ces résultats avec la quantité d'eau présente dans d'autres régions et à d’autres latitudes, poursuit-il.

Repères

  • Les coûts de la mission Juno sont évalués à 1,1 milliard de dollars.
  • L’ envergure de la sonde avoisine la longueur d'un terrain de tennis.

Le dernier survol rapproché de Juno s’est déroulé le 17 février, et le prochain se déroulera le 10 avril prochain.

Chacun des survols est un événement de découverte. Avec Jupiter, il y a toujours quelque chose de nouveau. Juno nous a appris une leçon importante : nous devons nous approcher d'une planète pour tester nos théories.

Scott Bolton, chercheur au Southwest Research Institute

La mission de Juno devait se terminer en novembre 2017. Comme la sonde est en bon état, toutefois, la NASA a décidé de prolonger la mission jusqu'à l'été 2021.

À ce moment, les responsables de la mission réduiront la vitesse de la sonde, ce qui diminue l'altitude de son orbite et elle sera détruite par la pression et la température.

Le détail de ces travaux est publié dans la revue Nature Astronomy (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Quelques autres observations de Juno depuis le début de la mission :

  • Des masses brillantes de formes ovales aux pôles de Jupiter, qui sont en fait de colossaux ouragans dont certains peuvent atteindre un diamètre de 1400 kilomètres;
Cette image montre le pôle Sud de Jupiter quand la sonde Juno se trouvait à  52 000 kilomètres d'altitude. Les formes ovales sont d'énormes ouragans.

Cette image montre le pôle Sud de Jupiter quand 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

  • Un champ magnétique environ dix fois plus puissant que celui de la Terre, beaucoup plus intense que ce que prévoyaient les modèles mathématiques;
  • Des aurores boréales qui se comportent de manière totalement différente de celles que l’on observe sur Terre. Elles sont en effet alimentées par les électrons qui sont aspirés dans la région polaire, ce qui tend à montrer que la planète alimente ses aurores en lumière;
Des aurores boréales sur Jupiter.

Des aurores boréales sur Jupiter.

Photo : NASA

  • Des panaches d’ammoniaque qui se forment à partir de la zone équatoriale, constituant des systèmes météorologiques géants qui ressemblent à une version à grande échelle des courants d’air qui s’élèvent de l’équateur terrestre et génèrent les alizés;
  • Des sons étranges dans l’énorme magnétosphère de la planète, qui se contracte et se développe selon les mouvements du vent solaire.

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