Webb révèle des secrets sur la Grande Tache Rouge

Bien que visible à l’œil nu par nuit claire, Jupiter possède une atmosphère dont la lueur est si faible qu’il est difficile de l’observer en détail avec des télescopes au sol. Cependant, juste en dessous de l’équateur jovien, il est facile de repérer une zone turbulente et rougeâtre, appelée la Grande Tache Rouge, qui est devenue un trait distinctif de la planète géante.

Avec une extension et une profondeur pouvant contenir trois fois la Terrela plus grande tempête anticyclonique du système solaire a surpris les scientifiques qui, grâce à la sensibilité proche et moyen infrarouge du télescope spatial James Webb (Jwst), ont pu examiner nouveaux détails sur la haute atmosphère de Jupiter juste au-dessus de la Grande Tache Rouge.

Selon une étude récente publiée dans Astronomie de la nature par une équipe de recherche internationale dirigée par l’Université de Leicester, au Royaume-Uni, leoeil rouge de Jupiter présenterait une série de de nouvelles fonctionnalités et une ambiance plus complexe que prévu. La découverte a été possible grâce à Unité de champ intégrale par NirSpec qui, lors des premières observations de 2022, s’est concentrée sur la Grande Tache Rouge, détectant la présence d’une variété de structures complexes, d’arcs sombres et de points brillants dans la haute atmosphère de Jupiter.

La couche supérieure de l’atmosphère de Jupiter constitue l’interface entre le champ magnétique de la planète et l’atmosphère située en dessous et est composée d’une thermosphère neutre et d’une ionosphère chargée. Dans cette région, des spectacles lumineux tels que des aurores polaires vibrantes alimentées par des matériaux volcaniques expulsés de la lune Io de Jupiter peuvent être observés. Plus près de l’équateur, la structure de la haute atmosphère de la planète est influencée par la lumière solaire entrante, mais comme Jupiter ne reçoit que 4 % de la lumière qui atteint la Terre, les astronomes ont toujours pensé qu’il s’agissait plutôt d’une calme et homogène.

Pourtant, les apparences sont souvent trompeuses. Les premières observations dans l’ionosphère de Jupiter à basse latitude, là où se trouve la Grande Tache Rouge, ont montré des caractéristiques d’intensité inattendues à petite échelle telles que arcs, bandes et taches ce qui suggère que l’ionosphère y est fortement couplée à la basse atmosphère via des ondes de gravité qui se chevauchent, produisant cette morphologie complexe et complexe. « Peut-être naïvement, nous pensions que cette région était vraiment ennuyeuse », dit-il. Henrik Mélin de l’Université de Leicester, premier auteur de l’étude. « C’est en fait aussi intéressant que les aurores boréales, sinon plus. Jupiter ne cesse de surprendre.”

L’image capturée par le télescope spatial a été obtenue à partir de six prises de vue différentes, chacune d’environ 300 kilomètres carrés, et montrait la lumière infrarouge émise par le molécules d’hydrogène dans l’ionosphère de Jupiterà plus de 300 kilomètres au-dessus des nuages ​​de la Grande Tache Rouge, où la lumière du soleil ionise l’hydrogène et stimule l’émission infrarouge.

Selon le groupe de recherche – qui implique, entre autres, également Alexandre Mura de l’INAF à Rome – la lumière émise par cette zone pourrait être influencée non seulement par la lumière du soleil mais également par les ondes de gravité, générées dans la basse atmosphère turbulente autour de la Grande Tache rouge. Des ondes atmosphériques qui – également présentes sur Terre, mais moins intenses que sur Jupiter – monteraient en altitude, modifiant la structure et les émissions de la haute atmosphère.

“Un mécanisme de modification de la structure est représenté par les ondes de gravité, semblables aux vagues qui s’écrasent sur une plage et créent des ondulations dans le sable”, explique Melin. “Ces ondes sont générées au plus profond de la basse atmosphère turbulente, autour de la Grande Tache Rouge, et peuvent monter en altitude, modifiant la structure et les émissions de la haute atmosphère.”

Les observations – une partie des premières données collectées par James Webb dans le programme Publication anticipée de la science #1373 (Ers) de la NASA – ils visaient initialement à explorer les températures au-dessus de la Grande Tache Rouge. «La proposition Ers a été rédigée en 2017», rappelle-t-il Imke de Pater, chercheur à l’Université de Californie et co-auteur de l’étude. « Les nouvelles données ont montré des résultats très différents de nos attentes initiales. »

L’atmosphère de Jupiter s’avère donc bien plus fascinante que prévu, à tel point qu’elle pousse l’équipe à planifier d’autres observations pour mieux comprendre le mouvement des vagues dans la haute atmosphère et le bilan énergétique de la région. Dans le même temps, les informations obtenues jusqu’à présent apporteront un soutien précieux à la mission Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de l’ESA qui, lancée le 14 avril 2023, effectuera des observations détaillées de la géante gazeuse et de ses lunes Ganymède, Callisto et Europe, explorant ainsi l’orbite de Jupiter. environnement complexe avec une gamme d’instruments avancés – télédétection, géophysique et sur site – les caractérisant à la fois comme objets planétaires et comme habitats possibles.

En savoir plus:

• Continuer à lire Astronomie de la nature l’article « Irrégularités ionosphériques à Jupiter observées par JWST », par Henrik Melin, J. O’Donoghue, L. Moore, TS Stallard, LN Fletcher, MT Roman, J. Harkett, ORT King, EM Thomas, R. Wang, PI Tiranti, KL Knowles, I. de Pater, T. Fouchet, PH Fry, MH Wong, BJ Holler, R. Hueso, MK James, GS Orton, A. Mura, A. Sánchez-Lavega, E. Lellouch, K. de Kleer et M. Showalter