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Les scientifiques ont le meilleur aperçu de l'atmosphère et des tempêtes de Jupiter

Il fait toujours sombre et orageux sur Jupiter – et maintenant, les scientifiques ont obtenu leur vue la plus détaillée des tempêtes sauvages qui tourbillonnent dans l'atmosphère du géant gazeux.

Ces observations sont dues à un partenariat très puissant qui s'étend de la surface de la Terre à Jupiter lui-même. Commencer avec Sonde Juno de la NASA, qui orbite autour de Jupiter depuis 2016, puis recrute Télescope spatial Hubble de la NASA, qui a enregistré sur la plus grande planète du système solaire au cours de ses trois décennies de fonctionnement. Enfin, ajoutez l'Observatoire Gemini à Hawaï pour soutenir les observations de la Terre.

"Parce que nous avons maintenant régulièrement ces vues à haute résolution de deux observatoires et longueurs d'onde différents, nous en apprenons beaucoup plus sur la météo de Jupiter", Amy Simon, astronome au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland, qui se concentre sur les atmosphères planétaires et a participé aux nouvelles recherches, a déclaré dans un communiqué de la NASA. "C'est notre équivalent d'un satellite météorologique. Nous pouvons enfin commencer à regarder les cycles météorologiques."

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Une vue plein disque de Jupiter en lumière infrarouge, telle que vue par l'Observatoire des Gémeaux le 29 mai 2019. (Crédit d'image: Observatoire international des Gémeaux / NOIRLab / NSF / AURA, M.H. Wong (UC Berkeley) et équipe)

Et il y a beaucoup de temps sur Jupiter à regarder. Bien que le Great Red Spot est la tempête la plus célèbre du monde géant, toutes les tempêtes du géant gazier sont impressionnantes, avec des nuages ​​s'étendant cinq fois plus haut que l'équivalent de la Terre et la foudre trois fois plus puissante que les boulons les plus puissants de la Terre.

Tous les 53 jours, Juno survole les sommets des nuages ​​de Jupiter dans une approche rapprochée appelée perijove, collectant tout le temps des données. Parmi les instruments du vaisseau spatial se trouve un radiomètre à micro-ondes, qui est réglé pour identifier la foudre et étudier ce que l'ammoniac et la vapeur d'eau font dans l'atmosphère du géant gazeux.

Les scientifiques derrière la nouvelle recherche se sont arrangés pour cibler Hubble et Gemini pour étudier Jupiter en coordination avec le programme de Juno. Ainsi, alors que Juno étudie une bande du géant gazeux qui passe au-dessus de lui, Hubble et Gemini étudient le plus grand tableau de l'activité atmosphérique sur Jupiter.

Plus précisément, Hubble images la planète en lumière visible et permet aux scientifiques de mesurer la hauteur des tours convectives. Pendant ce temps, les Gémeaux regardent dans la lumière infrarouge pour regarder à travers les lacunes des nuages ​​de haut niveau, où les scientifiques soupçonnent que l'air plus sec s'enfonce, jusqu'aux nuages ​​d'eau cachés profondément en dessous.

Observations simultanées du Grand Point Rouge de Jupiter recueillies le 1er avril 2018 par le télescope spatial Hubble et l'Observatoire des Gémeaux, lors du 12e périjove du vaisseau spatial Juno. Les images en haut à gauche et en bas à gauche montrent l'endroit en lumière visible vu par Hubble. Le coin supérieur droit montre le point dans l'infrarouge tel que vu par les Gémeaux, montrant la tendance des zones infrarouges lumineuses à s'aligner avec les zones de lumière visible sombre. (Crédit d'image: NASA, ESA et M.H. Wong (UC Berkeley) et équipe)

Si cela ne semble pas suffisamment impressionnant, considérez les détails que Gemini a pu identifier dans ses observations infrarouges, repérant des entités sur Jupiter à 300 miles (500 kilomètres) de diamètre. "Avec cette résolution, le télescope pourrait résoudre les deux phares d'une voiture à Miami, vus de New York", Andrew Stephens, astronome de l'Observatoire des Gémeaux qui a dirigé les observations, a déclaré dans une déclaration de l'observatoire.

Juno a réalisé 26 survols du géant du gaz à ce jour, ce qui signifie que le trio d'observatoires a constitué un ensemble de données sur l'atmosphère de Jupiter, et les scientifiques n'ont publié que les résultats les plus préliminaires à ce jour.

Mais ces résultats suggéraient déjà que la foudre était la plus courante dans une caractéristique que les scientifiques appellent un cyclone filamentaire. "Ces tourbillons cycloniques pourraient être des cheminées d'énergie interne, aidant à libérer l'énergie interne par convection", a déclaré Michael Wong, astronome à l'Université de Californie à Berkeley, et auteur principal de la nouvelle recherche, dans le communiqué de la NASA.

Cette convection tire des couches de l'atmosphère de Jupiter de haut en bas en fonction de facteurs tels que la température et l'humidité. l'atmosphère terrestre fait aussi bien, mais pas exactement de la même manière.

Une illustration montrant les différentes techniques des scientifiques pour étudier l'atmosphère de Jupiter. (Crédit d'image: NASA, ESA, M.H. Wong (UC Berkeley), et A. James et M.W. Carruthers (STScI))

"Les scientifiques suivent la foudre parce que c'est un marqueur de la convection, le processus de mélange turbulent qui transporte la chaleur interne de Jupiter jusqu'au sommet des nuages ​​visibles", a déclaré Wong dans le communiqué Gemini. "Les études en cours sur les sources de foudre nous aideront à comprendre en quoi la convection sur Jupiter est différente ou similaire à la convection dans l'atmosphère terrestre."

Dans l'intervalle, les chercheurs derrière la collaboration de l'observatoire ont déjà répondu à une question de longue date sur l'atmosphère de Jupiter, en particulier la Grande tempête de la tache rouge qui gronde depuis des siècles. Les astronomes se sont longtemps demandé si les taches transitoires apparemment sombres dans la tempête étaient causées par un composé différent dans l'atmosphère ou par des lacunes dans la couverture nuageuse.

Et la combinaison des données recueillies successivement par Hubble et Gemini a permis aux scientifiques de répondre à cette question: parce que les taches sombres brillent brillamment dans l'infrarouge, comme le font les nuages ​​en eau profonde, elles semblent représenter des lacunes dans les nuages ​​supérieurs.

"C'est un peu comme un citrouille d'Halloween", A déclaré Wong." Vous voyez une lumière infrarouge brillante provenant de zones sans nuages, mais là où il y a des nuages, il fait vraiment sombre dans l'infrarouge. "

Images de Jupiter prises en lumière infrarouge par l'Observatoire des Gémeaux le 8 avril 2019. Le télescope fait de nombreuses images lors d'une session d'observation, l'atmosphère terrestre influençant leur netteté ou leur flou. Les scientifiques peuvent alors choisir le plus net de chaque ensemble, comme celui de droite. (Crédit d'image: Observatoire international des Gémeaux / NOIRLab / NSF / AURA M.H. Wong (UC Berkeley) et équipe)

Les scientifiques utilisent également l'ensemble de données pour analyser les vents zonaux, les ondes atmosphériques, les tempêtes convectives, les tourbillons cycloniques et les phénomènes atmosphériques polaires comme les brouillards – et, bien sûr, ils prévoient que de nombreuses autres énigmes scientifiques bénéficieront également des observations.

Le prochain périjove de Juno a lieu début juin; la mission doit se poursuivre au moins à l'été prochain.

La recherche est décrite dans un document publié le 1er avril dans The Astrophysical Journal Supplement Series.

Envoyez un courriel à Meghan Bartels à mbartels@space.com ou suivez-la @meghanbartels. Suivez nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.

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