Saturne a son célèbre hexagone, et Jupiter vient également d’être surpris en train de produire des formes qui intriguent les scientifiques. Dans la haute atmosphère de la planète, les astronomes ont identifié de nouvelles caractéristiques étranges et lumineuses, dans la région située au-dessus de la tumultueuse Grande Tache Rouge.
Jupiter est magnifique et turbulent
L’atmosphère de Jupiter est un lieu tumultueux, bouillonnant de tempêtes et de systèmes météorologiques qui se déchaînent avec une puissance et une fureur qui défient l’esprit. Et la Grande Tache Rouge est ce qui impressionne le plus. C’est la plus grande tempête que nous avons ici dans le système solaire, de la taille de toute la planète Terre, et elle bouillonne dans l’atmosphère jovienne depuis des siècles.
Il n’y a rien de comparable ici sur notre planète et les scientifiques aimeraient beaucoup savoir ce qui anime la Grande Tache Rouge et sa longévité inhabituelle. Et l’arrivée du JWST nous a donné une nouvelle façon de l’explorer.
Le télescope spatial observe l’Univers dans l’infrarouge proche et moyen, à haute résolution, ouvrant une fenêtre sur une couche de l’atmosphère de Jupiter qui n’est pas bien comprise : l’ionosphère.
Là, dans l’ionosphère, les concentrations d’hydrogène ionisé produisent une lueur dans l’infrarouge proche en arcs, bandes et taches qui suggèrent que la planète sauvage est bien plus sauvage que nous le soupçonnions.
Nous pensions que cette région, peut-être naïvement, serait très ennuyeuse. En fait, elle est aussi intéressante que l’aurore boréale, voire plus. Jupiter ne cesse jamais de surprendre.
A déclaré le scientifique planétaire Henrik Melin, de l’Université de Leicester au Royaume-Unis.
Structures observées dans l’hydrogène de l’atmosphère jovienne. Les teintes les plus rouges sont celles de plus haute altitude, les plus bleues sont celles de plus basse altitude. (ESA/Webb, NASA & CSA, H. Melin, M. Zamani)
Ici, des processus tels que l’irradiation solaire ultraviolette ionisent le gaz d’hydrogène, créant des ions de charge positive appelés trihydrogénium (H3+). Ces ions produisent une lueur infrarouge. Dans les régions de latitude moyenne et basse de Jupiter, cette lueur est faible et se confond avec la lueur plus intense d’autres éléments, ce qui rend difficile l’exploration du H3+ en détail.
H3+ : La molécule qui a créé l’Univers
Comme Jupiter ne reçoit que environ 4% du rayonnement solaire atteignant la Terre, les scientifiques pensaient que la lueur devait être distribuée de manière assez homogène.
Après que le JWST ait tourné son regard doré vers la planète géante, Melin et ses collègues ont examiné de plus près les données, pour voir s’ils pouvaient obtenir des informations sur la Grande Tache Rouge. Une partie de cela consistait à identifier la distribution de H3+ dans l’ionosphère inférieure.
A leur grande surprise, ils ont découvert des structures complexes et intriquées dans le gaz, formées à partir de concentrations plus élevées et plus basses de H3+. Cela suggère que, bien que le mécanisme dominant de l’ionisation de l’hydrogène soit la lumière solaire, il y a autre chose en jeu qui provoque l’apparition de formes étranges dans le gaz.
Une façon de modifier cette structure est à travers des ondes gravitationnelles – similaires aux vagues qui déferlent sur une plage, créant des ondulations dans le sable.
Ces ondes sont générées dans les profondeurs de la tumultueuse atmosphère inférieure, autour de la Grande Tache Rouge, et peuvent monter en altitude, modifiant la structure et les émissions de l’atmosphère supérieure.
A expliqué Henrik Melin.
Jupiter vu à travers le filtre NIRCam de 2,12 microns du télescope spatial James WebbNASA, ESA, CSA, et B. Holler et J. Stansberry (STScI)
Cela pourrait signifier que les couches de l’atmosphère de Jupiter se chevauchent et interagissent de manière complexe et jusque-là inconnue. La modélisation de l’atmosphère de Jupiter montre que les ondes gravitationnelles peuvent produire les variations observées dans la densité de H3+ dans l’ionosphère jovienne.
Cependant, il faudra un peu plus d’observation et d’analyse pour découvrir avec certitude ce qui se passe. Mais cela en vaut la peine : comme le soulignent les chercheurs, cette nouvelle découverte montre que nous avons ignoré ce qui pourrait être un aspect très important du climat de Jupiter, en partant du faux postulat qu’il n’y a rien à voir.
Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Astronomy.