L’atmosphère de Jupiter enfin déchiffrée › Geeky News

Un barrage de messages sur l’atmosphère de Jupiter a inondé les colonnes de Geophysical Research Letter, Science et Journal of Geophysical Research: Planets. Ensemble, ils nous permettent de comprendre l’atmosphère de Jupiter comme jamais auparavant : son organisation 3D en cellules convectives et courants-jets profonds, l’étendue réelle de la fameuse Grande Tache Rouge et autres vortex de surface… Ces publications synchronisées, diverses équipes internationales des Physiciens interprété les dernières données d’observation de la sonde Juno, qui s’est mise en orbite autour de la géante gazeuse le 5 juillet 2016.

“It’s like opening a treasure chest,” Lori Glaze, director of NASA’s Department of Planetary Sciences, marvels for Phys.org. We get it: Since arriving in orbit around Jupiter in July 2016, the probe has provided more accurate data on the gas giant than any physicists had before. Les analyses de ces données ont été publiées cette semaine sous la forme de six articles, parus dans trois revues d’envergure: Science (deux papiers), Geophysical Research Letter (deux contributions également), et Journal of Geophysical Research: Planets (deux articles too).

Mais quelles données peuvent élucider la nature de la purée de pois qui constitue Jupiter ? Premièrement, les micro-ondes, ces ondes électromagnétiques dont la longueur d’onde est comprise entre 1 mm et 1 m. Lors des 37 passages de Juno à 4 200 km de la surface de la géante gazeuse, ses instruments embarqués ont collecté de précieuses informations, notamment grâce à son radiomètre micro-ondes, un instrument de télédétection qui mesure les énergies émises par différentes molécules et le permet. dresser un profil vertical de son abondance, malgré le (très) gros temps qui règne à la surface de l’atmosphère jovienne.

L’atmosphère jovienne modélisée en 3D

Deuxièmement, les modèles 3D du comportement de l’atmosphère de Jupiter ont joué un rôle crucial dans l’analyse des signaux collectés par Juno. Cela a permis, par exemple, de déterminer le modèle atmosphérique optimal pour expliquer la répartition de l’ammoniac, la molécule NH4OH, à l’origine de l’odeur des urines et toxique à forte concentration, dans Jupiter. « Nous avons pu montrer que l’atmosphère est constituée de cellules convectives, comme les cellules terrestres de Ferrel », explique Keren Duer, chercheur à l’Institut des sciences Weizmann et co-auteur d’une des publications, pour Phys.org.

Les anomalies de distribution de l’ammoniac observées dans l’atmosphère de Jupiter (en b, les zones rouges sont plus riches en ammoniac rouge, les zones bleues plus pauvres) correspondent à des anomalies prédites par un modèle de convection similaire à celui des cellules de Ferrel. (en c). En a, les vents verticaux utilisés dans le modèle (montant en rouge, descendant en vert). © Duer et al./Lettres de recherche géophysique

Ces cellules convectives de type Ferrel, les régions atmosphériques de la Terre entre 30 ° et 60 ° de latitude, où l’air circule en boucle, sont représentées en bleu dans l’image du titre de l’article. Enfin, sous ces cellules de convection se trouvent de puissants courants laminaires appelés courants de jet, vraisemblablement à l’origine des bandes de Jupiter.

Au-delà de ses puissantes perturbations, l’atmosphère de Jupiter est connue pour les magnifiques bandes de couleurs qui la traversent d’est en ouest. Juno avait précédemment déterminé qu’il s’agissait de jets puissants, soufflant à plus de 500 km/h. Mais maintenant, les chercheurs ont un indice sur la naissance de ces bandes horizontales : elles proviendraient de profonds jets laminaires, sous les cellules de convection joviennes.

Une grosse tache rouge loin d’être superficielle.

Un autre résultat très attendu concerne la fameuse Grande Tache Rouge sur Jupiter. Observé pour la première fois par Cassini en 1665, ce gigantesque anticyclone est plus large que le diamètre de la Terre.

« Juno nous avait déjà surpris en nous donnant des indices que l’atmosphère de Jupiter était plus profonde que prévu », explique Scott Bolton, le principal responsable de la mission Juno, à Phys.org. Ce que les récentes découvertes confirment avec éclat : sur la base de l’analyse des anomalies de densité au sein de l’atmosphère jovienne, la Grande Tache Rouge baratte à au moins 500 kilomètres de profondeur ! Mais ce n’est que le plus gros des vortex, des tempêtes tourbillonnantes, à la surface de Jupiter.

Juno a enjambé la Grande Tache Rouge (le long des deux lignes multicolores) pour aider à clarifier sa composition. © Parisi et al./Science

En général, les vortex se révèlent être des tempêtes monstrueuses pouvant atteindre des centaines de kilomètres d’épaisseur, perçant même la profondeur à laquelle l’eau se condense dans l’abîme glacé et sombre de la géante gazeuse. L’état de la matière change, mais le vortex continue !

« Nous appelons cette profondeur critique Jovicline, en référence à la thermocline de la Terre. [limite assez abrupte entre les eaux superficielles chaudes et les eaux profondes froides des océans] Dit Leigh Fletcher, l’un des principaux scientifiques impliqués dans l’étude. Autrement dit, sur Jupiter, en plus, les nuages ​​changent d’état (en plus d’être pleins d’ammoniac) ! Comme si sur Terre circulation océanique et circulation atmosphérique ne faisaient qu’un.

L’eau se condense à 5 à 10 bar, mais la structure tourbillonnaire persiste. © Bolton et al./Science

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