Jupiter : révélations sur son atmosphère et des images à couper le souffle

En combinant les données de l'observatoire Gemini à Hawaï, du télescope spatial Hubble et de la sonde spatiale Juno, une équipe d'astronomes a pu étudier en détail l'atmosphère et la météorologie de Jupiter.

Une équipe menée par Michael Wong, de l'université de Californie à Berkeley, a combiné l'observatoire Gemini, le télescope spatial Hubble et la sonde spatiale Juno pour étudier l'atmosphère de Jupiter. Le premier, situé à Hawaï, a observé la planète en infrarouge alors que le second, à environ 600 kilomètres de la surface terrestre, l'a imagée en ultraviolet et en lumière visible. Juno, en orbite autour de la planète géante a, elle, fourni des données dans le domaine radio. Leurs résultats sont détaillés dans un article paru dans The Astrophysical Journal Supplement Series.

La radio des orages joviens

Les orages sur Jupiter sont énormes par rapport à ceux sur la Terre, avec des nuages pouvant atteindre 65 kilomètres de haut, cinq fois plus que les nuages d'orage typiques sur notre Planète, et des éclairs pouvant libérer trois fois plus d'énergie que les plus intenses coups de foudre chez nous. Tout comme sur Terre, la foudre émet des ondes radio et de la lumière visible quand elle éclaire le ciel jovien.

Tous les 53 jours, Juno passe près des systèmes orageux de Jupiter et en détecte les signaux radio, ce qui permet de cartographier les éclairs y compris côté jour et des nuages profonds où les éclairs ne sont pas visibles autrement. À chaque fois, Hubble et Gemini capturent de loin des images globales à haute résolution de la planète, nécessaires pour interpréter les observations de Juno.

En liant les données des trois instruments, les chercheurs ont montré que l'apparition des éclairs était associée à la combinaison de nuages profonds faits d'eau, de grandes tours convectives produites par l'élévation d'air humide (en gros, des nuages d'orage) et de régions dégagées supposément produites par la descente d'air plus sec en dehors des tours convectives. Les données de Hubble montrent la hauteur des nuages épais dans les tours convectives ainsi que la profondeur des nuages d'eau profonds, alors que les données de Gemini révèlent les éclaircies dans les nuages d'altitude, où il est possible d'avoir un aperçu des nuages d'eau profonds.

Michael Wong pense que les éclairs sont courants dans des zones turbulentes nommées régions filamentaires pliées, ce qui laisse penser que de la convection humide s'y produit. Selon lui, ces vortex cycloniques pourraient être des « cheminées » aidant l'énergie interne à s'échapper par convection. La capacité à corréler les éclairs aux nuages d'eau profonds permet également d'estimer la quantité d'eau dans l'atmosphère jovienne, un élément important pour comprendre comment Jupiter et les autres planètes géantes se sont formées et, par suite, comment le Système solaire dans son ensemble s'est constitué.

Des trous dans la Grande Tache rouge

Les observations plus fréquentes de Hubble et Gemini ont également permis d'étudier des changements à court terme et des structures éphémères comme celles dans la Grande Tache rouge.

Les images de Juno et de missions antérieures ont révélé des structures sombres à l'intérieur de la Grande Tache rouge, qui apparaissent, disparaissent et changent de forme au cours du temps. Cependant, il n'était pas clair de comprendre si elles étaient produites par un matériau sombre indéterminé à l'intérieur de la couche nuageuse ou si elles étaient des trous dans les nuages hauts.

Les images de Hubble et Gemini prises à seulement quelques heures d'écart ont permis de constater que les régions sombres en lumière visible sont très brillantes en infrarouge, ce qui montre qu'elles sont des trous dans la couche nuageuse. Dans les régions sans nuage, la chaleur provenant de l'intérieur de Jupiter, émise sous forme d'infrarouges (autrement bloquée par les nuages hauts), peut s'échapper librement vers l'espace et apparaît donc brillante sur les images de Gemini.

Suivi météo de Jupiter par Hubble et Gemini

Les images régulières de Hubble et Gemini se montrent également précieuses pour l'étude de nombreux autres phénomènes atmosphériques, parmi lesquels le changement de configuration des vents, les caractéristiques des ondes atmosphériques et la circulation de divers gaz dans l'atmosphère. Hubble et Gemini peuvent surveiller la planète entière, fournissant des cartes en temps réel dans plusieurs longueurs d'onde, qui servent de référence pour les mesures de Juno de la même façon que les satellites météorologiques d'observation de la Terre fournissent le contexte aux avions chasseurs d'ouragans de la NOAA. « Nous pouvons enfin commencer à regarder les cycles météorologiques », se réjouit Amy Simon, du Centre de vol spatial Goddard de la Nasa.

Étant donné l'importance des observations de Hubble et Gemini pour interpréter les données de Juno, Michael Wong et ses collègues ont rendu facilement accessibles aux autres chercheurs les données traitées. « Il y a tellement d'applications de [ce] jeu de données que nous ne pouvons même pas anticiper. Nous allons donc permettre à d'autres personnes de faire de la science sans cet obstacle d'avoir à trouver par eux-mêmes comment traiter les données », a déclaré Wong.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/jupiter-jupiter-revelations-son-atmosphere-images-couper-souffle-80974/?fbclid=IwAR2o2lJ4YUu8-MU7liHlGMYyhBTPxp-6YkRj4BCu2bHZ9vQ8wT-qbUaEPdc#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

La Nasa publie des images détaillées de l'étrange surface d'Europe, lune glacée de Jupiter

En vue de la mission Europa Clipper qui débutera d'ici quelques années, les scientifiques explorent en détail les photographies de la lune jovienne collectées par la sonde Galileo il y a 20 ans. Celles-ci révèlent le délicat relief des lignes qui strient sa surface.

De longues avenues vides sillonnent des étendues de silicate. Durant près de huit ans, de 1995 à 2003, la sonde Galileo a arpenté le système jovien, survolant par 11 fois Europe, l'une des quatre spectaculaires lunes galiléennes de la géante de gaz. Au cours de son survol du 26 septembre 1998, la sonde a pu capturer des images détaillées de sa surface craquelée, images aujourd'hui revisitées par les scientifiques en prévision de la future mission Europa Clipper.

Une géologie atypique

Les trois images de Galileo actuellement étudiées par les chercheurs de la Nasa ont originellement été capturées en noir et blanc, puis minutieusement colorisées par des techniciens à l'aide de photos basse résolution de ces mêmes régions. Les couleurs sont exagérées afin de permettre aux géologues planétaires d'analyser en détail la composition chimique des roches à la surface. Tandis que les zones claires indiquent la présence d'eau glacée, les stries rougeâtres comportent une plus grande diversité de matériaux, dont des silicates.

Ce treillis géologique raconte l'histoire de la formation de cette surface jeune de seulement 40 à 90 millions d'années. (La lune elle-même aurait pris forme avec le Système solaire, il y a 4,6 milliards d'années.) Les lignes, ou lineae, qui marbrent Europe s'étendent sur plusieurs milliers de kilomètres, mais ne s'élèvent guère qu'à quelques centaines de mètres. Les chercheurs présument qu'elles seraient le résultat de l'étirement de la surface sous l'influence de l'attraction gravitationnelle de Jupiter. D'autres régions, qualifiées de « terrain de chaos », présentent des blocs de roches aux configurations étranges. Comme les pièces d'un puzzle que l'on aurait mélangées, ceux-ci se sont inclinés ou ont changé de direction avant de geler dans leur nouvelle position, de telle sorte que la continuité des motifs qu'ils présentent est comme brisée d'un bloc à l'autre.

Europa Clipper, retour vers la lune

« Nous n'avons vu qu'une infime partie de la surface d'Europe à cette résolution pour l'instant », explique Cynthia Phillips, géologue planétaire au Jet Propulsion Laboratory de la Nasa. C'est alors que Europa Clipper entre en scène. Destinée à un lancement en 2023-2025, la sonde spatiale effectuera plusieurs dizaines de survols d'Europe afin d'étudier l'océan que l'on devine sous son épaisse croûte glacée, et son interaction avec la surface, la plus lisse du Système solaire.

POUR EN SAVOIR PLUS

Saisissante image d'Europe, satellite de Jupiter

Article de Xavier Demeersman, publié le 29 novembre 2014

Ce portrait d'Europe par Galileo a été retravaillé à partir d'anciennes photographies pour lui donner un aspect comparable à ce qu'un œil humain pourrait découvrir en se rendant sur place. Gravitant autour de Jupiter, cette lune découverte en 1610 par Galilée se présente comme un monde fascinant émaillé de fractures. Sous sa surface gelée se cacherait un immense océan d'eau liquide salée considéré comme potentiellement habitable.

Dans notre Système solaire, de nombreux scientifiques estiment que la Terre ne serait pas le seul monde habitable. L'un des candidats les plus sérieux, présentant des conditions potentiellement favorables à la vie, n'est autre que l'intrigant Europe, satellite galiléen de 3.121 km de diamètre, gravitant à quelque 671.000 km de Jupiter et distant de plusieurs centaines de millions de kilomètres de notre douce biosphère.

Après de premières approches par de nombreuses sondes spatiales, notamment Voyager I et II (en 1979) dont les images et les données ont éveillé la curiosité des chercheurs, la planète géante et ses principales lunes reçurent la visite exclusive de la mission Galileo, entre 1995 et 2003. Celle-ci survola plusieurs fois Europe et fit découvrir aux habitants de la Terre, ébahis, la diversité de ses terrains, un monde glacé, loin d'être lisse et figé comme l'ont démontré les fractures qui zèbrent sa surface laquelle arbore des paysages et des caractéristiques géologiques insoupçonnées. Mais que cache son épaisse banquise qui se brise régulièrement, en proie, semble-t-il, à une tectonique des glaces, à l'instar d'Encelade (petit satellite de Saturne) ? Vraisemblablement un océan d'eau liquide, répondent les chercheurs. En tout cas, les indices sont nombreux. Aussi, s'interrogent-ils sur son habitabilité, car, en effet, tous les ingrédients (énergie, eau liquide, nutriments) y seraient réunis...

Nouveau point de vue sur Europe

Cette image « remastérisée » (en haut de l'article) pour notre plus grande joie était à l'origine une mosaïque de clichés en basse résolution capturée par l'instrument SSI (Solid-State Imaging) de la sonde spatiale américaine, au cours de son premier survol en 1995 et du quatorzième, en 1998. Ce portrait d'Europe a été retraité afin d'apparaître tel qu'un œil humain le verrait dans la réalité, si il avait la chance de s'en approcher. La résolution augmentée est à présent de 1,6 km par pixel. Cette retouche inclut un remplissage des lacunes qui tient compte des couleurs et terrains de l'environnement.

Le pôle Nord de la deuxième lune galiléenne est ici présenté à droite. Nous avons donc au centre, de haut en bas, la ceinture équatoriale qui, comme on peut le constater, est émaillée d'innombrables lignes tortueuses rouges et ocre -- celles-ci semblent accumuler des matériaux issus des profondeurs --, au contraire des deux pôles dominés par des couleurs plus froides. Le bleu témoigne d'une glace d'eau pure alors que le rouge reflète plutôt son absence et une densité importante d'éléments non aqueux. La taille et la densité des grains ou blocs de glace semblent expliquer les dégradés du bleu au blanc, du pôle vers l'équateur pour chaque hémisphère.

Juice, un projet européen de mission vers Europe

Au vu de ses reliefs variés qui ne sont que la partie émergée de l'iceberg (enfin d'Europe...), les scientifiques rêvent bien sûr d'une mission entièrement dédiée à son exploration. En orbite et, mieux encore, au sol et dans ses abysses, terra incognita du XXI^e siècle. Mais cela reste une opération complexe et très coûteuse qui va nous obliger à patienter quelques décennies.

Réjouissons-nous cependant, car nous avons appris, ce 27 novembre 2014, que Juice (JUpiter ICy moons Explorer) a reçu le feu vert de l'agence spatiale européenne (Esa) pour la prochaine étape de son développement. Si tout va bien, la sonde spatiale devrait s'élancer de la Terre en 2022 pour atteindre Jupiter en 2030 et procéder à l'étude, entre autres, des trois lunes glacées Europe, Ganymède et Callisto. De son côté, la Nasa lance un appel à idées et réfléchit à un atterrisseur (vous pouvez lire la présentation, en anglais, de Europa Lander et également voir Europa Ocean World, une vidéo de la Nasa -- en anglais -- sur les bonnes raisons d'explorer Europe).

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/europe-nasa-publie-images-detaillees-etrange-surface-europe-lune-glacee-jupiter-56223/?fbclid=IwAR3GaOq3bPiKoTN1dUyWYNKHP2J4h4yRD9vnxXwLnTMUy7_EcgsVaL8flUs#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura

Jupiter : quand deux grandes tempêtes fusionnent

Publié le 04/03/2020 à 15h05, modifié le 05/03/2020 à 09:44

En orbite autour de Jupiter depuis bientôt quatre ans, la sonde Juno -- qui a pour mission de révéler les secrets les plus enfouis de la planète géante -- a eu la chance de surprendre la rencontre de deux grandes tempêtes. C'était le 26 décembre dernier, lors de son 24^e survol rapproché de la plus grande planète du Système solaire. La sonde était alors à seulement 72.200 kilomètres au-dessus des nuages de la haute atmosphère.

L'événement est suffisamment rare pour être souligné. La sonde spatiale n'a en effet pas toujours l'opportunité d'être aussi près de la géante gazeuse quand cela se déroule. Les scientifiques étaient témoins que cela faisait des mois que ces deux taches ovales et blanches se tournaient autour et se repoussaient. Jusqu'à ce qu'enfin les deux anticyclones, qui en avaient déjà englouti de plus petits par le passé, se décidèrent à fusionner sous les yeux de Juno (via JunoCam).

La bande équatoriale de couleur ocre est éventrée par les deux anticyclones de forme ovale qui fusionnent. Oval BA, juste au-dessus, est peut-être l'instigateur de cette union qui s'est déroulée sous les yeux de la sonde Juno. © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Tanya Oleksuik CC BY 

Il est probable, pensent les chercheurs de la mission, que leur union fut sous l'influence d'une tempête, plus imposante encore, située non loin à une latitude plus basse : Oval BA. Ce n'est pas n'importe laquelle puisqu'elle a la deuxième place des plus grandes formations anticycloniques de Jupiter, après la fameuse Grande Tache rouge.

Cette image a été traitée par la « scientifique-citoyenne » Tanya Oleksuik. Vous aussi, vous pouvez retravailler l'image brute fournie par la Nasa, ainsi que toutes celles transmises par la sonde spatiale.

Fusion de plus petits anticyclones capturés lors du périjove 20 de la sonde Juno. © Nasa, SwRI, MSSS, Gerald Eichstädt, Seán Doran 

POUR EN SAVOIR PLUS

Une image à couper le souffle de Jupiter

Article de Xavier Demeersman publié le 4 décembre 2019

Encore une vue à couper le souffle de la gigantesque Jupiter. L'image a été prise par la sonde spatiale Juno lors de son dernier passage au plus près de la planète, le 3 novembre dernier. L'engin de la Nasa chargé de percer les secrets de la géante gazeuse était alors à 104.600 kilomètres de la haute atmosphère.

Jupiter lors du survol de la sonde Juno du 3 novembre 2019. © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Ali Abbasi 

Sur cette image traitée par Ali Abbasi, un fervent scientifique-citoyen, on distingue dans la partie éclairée plusieurs cyclones qui dansent autour du pôle sud de Jupiter.

La Nasa indique que Juno voguait à quelque 137.000 km/h quand cette photo a été prise. Une heure plus tôt, au moment où la sonde passait au plus près de la géante gazeuse, sa vitesse dépassait les 209.000 km/h.

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Jupiter : révélations sur les quantités d'eau de la planète géante

Nathalie Mayer

Baptisée en référence à Junon, l'épouse de Jupiter, dont la mission était de découvrir ce que cachait le maître des dieux, la sonde Juno porte décidément bien son nom. Elle vient de révéler que l'atmosphère de Jupiter - du moins du côté de son équateur - est finalement bien plus riche en eau que de précédentes mesures le laissaient penser.

Lorsque la sonde Voyager 1 avait survolé Jupiter en 1979, elle avait observé des éclairs joviens. Un phénomène généralement alimenté par l'humidité. Mais depuis 1996, les astronomes étaient perplexes. Une mesure inattendue réalisée par le spectromètre de masse de la sonde de la Nasa Galileo concluait en effet à la présence de dix fois moins d'eau que prévu dans l'atmosphère de Jupiter.

Aujourd'hui, des données transmises cette fois par la sonde Juno semblent apporter de nouvelles précisions en la matière. À son équateur, l'atmosphère de la planète géante serait finalement composée à 0,25 % d'eau. C'est presque trois fois plus que du côté du Soleil. Une comparaison basée non sur l'eau liquide, mais sur la présence des atomes qui la composent, l'oxygène et l'hydrogène.

Rappelons que les astronomes pensent que Jupiter a été la première planète de notre Système solaire à se former. Elle renfermerait ainsi une grande part des gaz et des poussières qui n'ont pas été mobilisés pour donner naissance au Soleil. Savoir combien l'atmosphère de Jupiter contient d'eau revêt donc une importance toute particulière pour la validation de ces modèles. Mais l'abondance en eau joue également un rôle en matière de météorologie jovienne. Elle permet aussi de démêler un peu plus la structure interne de la planète géante.

Un résultat à confirmer sur d’autres régions

On comprend mieux pourquoi les astronomes ont souhaité équiper Juno d'un radiomètre à micro-ondes capable de scruter l'atmosphère de Jupiter d'en haut et à plusieurs profondeurs simultanément. Les données collectées durant les huit premiers survols scientifiques de Jupiter concernent ainsi des régions s'enfonçant jusqu'à 150 kilomètres dans l'atmosphère de la planète géante.

« Grâce à la sonde Juno, nous avons découvert qu'il y avait bien plus d'eau à l'équateur de Jupiter que ce que la sonde Galileo avait mesuré », raconte Cheng Li, chercheur à l'université de Californie (États-Unis) dans un communiqué de la Nasa. « Mais nous savons que cette région équatoriale est assez unique. Il va falloir que nous allions sonder d'autres régions de l'atmosphère de Jupiter avant de conclure. »

D'autant que Galileo avait, en son temps, également montré que les teneurs en eau semblaient augmenter avec la profondeur. De quoi envisager que l'atmosphère de la planète géante ne soit pas des mieux mélangée. À moins que la sonde ait malencontreusement analysé un point inhabituellement sec et chaud de Jupiter.

Peu à peu, la sonde Juno s'oriente désormais vers l'hémisphère nord. Les astronomes sont curieux de pouvoir observer comment la teneur en eau dans l'atmosphère de Jupiter varie avec la latitude. Et jusqu'aux régions polaires animées de cyclones. Le prochain survol scientifique aura lieu le 10 avril prochain.

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