Démêler ce qui se joue sous la Grande Tache rouge de Jupiter, sorte de barrière d’observation naturelle, c’est le principal objectif de la mission Juno (Nasa). Et grâce à des expériences de laboratoire et à des modélisations, des chercheurs sont parvenus à déterminer la profondeur du cyclone, qui semble être restée étonnamment constante depuis le passage de Voyager en 1979.

À la fin du XIXe siècle, la Grande Tache rouge de Jupiter était si grande qu'elle aurait pu contenir deux fois la TerreTerre. Désormais, elle apparaît tout juste un peu plus grosse que notre Planète. Les chercheurs assurent pourtant que le vortexvortex qui alimente cette incroyable tempêtetempête demeure toujours aussi puissant. Une position confirmée par une nouvelle étude qui révèle aujourd'hui que son épaisseur est restée constante sur les quatre décennies écoulées.

Pour contourner les difficultés qu'ils rencontrent pour mener des observations directes et obtenir ce résultat, les chercheurs de l'université d'Aix-Marseille (France) ont étudié la dynamique des grands systèmes météorologiques de JupiterJupiter au laboratoire. Dans un réservoir de Plexiglas rempli d'eau salée, ils ont, en quelque sort, recréé artificiellement le vortex qui se cache sous la Grande Tache rougeGrande Tache rouge.

Les chercheurs de l’université d’Aix-Marseille (France) ont recréé la Grande Tache rouge de Jupiter en laboratoire (en haut) et par simulation numérique (en bas). © D. Lemasquerier et al., Nature Physics
Les chercheurs de l’université d’Aix-Marseille (France) ont recréé la Grande Tache rouge de Jupiter en laboratoire (en haut) et par simulation numérique (en bas). © D. Lemasquerier et al., Nature Physics

En attendant les données de Juno

Quelques simulations numériques plus tard, ils ont pu déterminer l'équilibre des forces qui façonnent ces grosses tempêtes. Et de prédire leurs évolutions au fil du temps. Concernant la Grande Tache rouge en particulier, les dimensions ainsi prévues correspondent aux mesures réalisées au niveau des nuagesnuages depuis les sondes Voyager en 1979.

Les chercheurs annoncent également que, selon leurs prédictions, l'épaisseur de la tempête devrait être d'environ 170 kilomètres. Une épaisseur qui n'aurait donc que peu varié, là encore, depuis le passage de Voyager. Mais ces prédictions-là sont plus difficiles à vérifier. Sauf grâce aux données qui seront prochainement transmises par la mission JunoJuno qui orbiteorbite autour de Jupiter depuis 2016.


La Grande Tache rouge de Jupiter ne va pas disparaître

La Grande Tache rouge de Jupiter n'est ni plus ni moins que la tempête la plus puissante connue dans notre Système solaireSystème solaire. Mais, au printemps dernier, des observations ont laissé croire à sa prochaine disparition. Des simulations numériques se veulent aujourd'hui rassurantes. La fameuse tache a encore de belles années devant elle.

Article de Nathalie MayerNathalie Mayer paru le 27/11/2019

Au printemps dernier, des astronomesastronomes ont noté des changements « jamais vus » du côté de la Grande Tache rouge de Jupiter. Des sortes de longs crochets qui semblaient, un à un, se détacher de l'anticycloneanticyclone géant. Des observations confirmées par la sonde de la NasaNasa, Juno, qui a renvoyé des images de « flocons » rouges de 100.000 kilomètres de diamètre s'arrachant de la fameuse tache.

Or, spécialistes et amateurs savent que celle-ci se réduit depuis 1878 et, semble-t-il, à un rythme accéléré depuis 2012. Il n'en a donc pas fallu plus pour sérieusement alerter la communauté. La Grande Tache rouge de Jupiter pourrait bien cette fois être réellement sur le point de disparaître.

Mais Philip Marcus, un astronome de l'université de Californie (États-Unis) donne aujourd'hui une tout autre explication à ces observations. Selon lui, la Grande Tache rouge que nous voyons n'est que la partie émergée d'un vortex qui joue à nous dissimuler sa vraie taille et sa véritable nature. Ainsi, les nuages que nous pouvons observer au-dessus de lui, seraient-ils loin de tenir le rôle principal dans son évolution. Et le phénomène de desquamation observé il y a quelques mois correspondrait à un phénomène qui intervient tout à fait naturellement dans ce type de vortex. Sans relation aucune avec une potentielle proche disparition de la gigantesque tempête.

Une série d’images — en fausses couleurs — montre des nuages qui se détachent de la Grande Tache rouge de Jupiter, au printemps 2019. © Christopher Go, Domaine public
Une série d’images — en fausses couleurs — montre des nuages qui se détachent de la Grande Tache rouge de Jupiter, au printemps 2019. © Christopher Go, Domaine public

Un phénomène rare mais naturel

À l'aide de modèles informatiques, le chercheur et son équipe sont parvenus à expliquer de manière « incroyablement simple » les observations de Juno. Dans l'atmosphèreatmosphère de Jupiter, en effet, les cyclones sont monnaie courante. Et lorsque cyclones et nuages plus modestes se heurtent, il se crée des points de stagnation. Les mouvementsmouvements des fluides en jeu sont stoppés net avant de repartir dans différentes directions sous forme de « flocons ».

Le hasard a fait que tout ceci s'est joué au-dessus de la Grande Tache rouge et que les « flocons » ont alors également pris une couleur rouge, donnant l'impression que le vortex était en train de se disloquer. Mais tous ces événements ne préfigurent en rien la disparition de la fameuse tache.

La Grande Tache rouge n’a probablement jamais été en danger

« Une circulation secondaire, entraînée par le chaud et le froid, au-dessus et au-dessous du vortex, permet à la Grande Tache rouge de Jupiter de perdurer au fil des siècles. Elle lui permet de lutter contre le déclin de son énergie résultant de la viscositéviscosité, des turbulencesturbulences et des pertes de chaleurchaleur. Je ne crois pas que sa vie ait seulement été menacée et je pense que les informations annonçant sa mort prochaine ont été largement exagérées », conclut Philip Marcus.


La Grande Tache rouge de Jupiter continuera-t-elle à rétrécir ?

Coincée entre des bandes équatoriales de Jupiter, la Grande Tache rouge est une de ses caractéristiques les plus célèbres. Mais l'anticyclone a beaucoup changé en 150 ans. Sa taille surtout. Va-t-il continuer de rétrécir jusqu'à se dissoudre dans l'atmosphère de la géante gazeusegéante gazeuse ? Ou va-t-il reprendre de l'embonpoint ?

Article de Xavier DemeersmanXavier Demeersman paru le 20/03/2018

Gros plan sur la Grande Tache Rouge de Jupiter photographiée par Juno le 10 juillet. L’image brute a été traitée par Seán Doran et Gerald Eichstädt. © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Gerald Eichstädt, Seán Doran
Gros plan sur la Grande Tache Rouge de Jupiter photographiée par Juno le 10 juillet. L’image brute a été traitée par Seán Doran et Gerald Eichstädt. © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Gerald Eichstädt, Seán Doran

Depuis quand existe la Grande Tache rouge sur Jupiter ? Les astronomes aimeraient beaucoup le savoir. Depuis des siècles peut-être, depuis des millénaires... ou plus encore ? Tout ce que les scientifiques peuvent dire pour l'instant est que cette même tache rouge est observée depuis au moins 1831. Est-ce la même qu'a dessinée Jean-Dominique CassiniJean-Dominique Cassini en 1665 ? C'est fort probable mais il n'y a pas de certitude absolue. En tout cas, elle a beaucoup changé depuis la fin du XIXe siècle, passant de très grande (en 1878, trois Terre pouvaient y tenir allègrement à l'intérieur) à grande, aujourd'hui, notre planète rentrerait tout juste à l'intérieur. C'est à la fin du XIXe siècle que cet anticyclone, manifestation emblématique sur le front de la planète géanteplanète géante, a reçu son nom. En référence à sa couleur qui, semble-t-il, fut alors plus prononcée dans le rouge... et à sa taille.

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Souhaitant reconstruire son évolution sur près de 150 ans, une équipe a compilé les données des astronomes du passé, ainsi que celles, plus précises, des sondes Voyager 1Voyager 1 et 2 et du télescope spatial Hubble, lequel, rappelons-le, jette un œilœil sur elle chaque année. « Les tempêtes sont dynamiques et c'est ce que nous voyons avec la Grande Tache rouge, a indiqué Amy Simon, l'auteure principale d'une enquête sur le comportement de ce phénomène publiée dans The Astronomical JournalElle change constamment de taille et de forme et ses ventsvents se décalent aussi ».

Jupiter et sa Grande Tache rouge, qui est en train de devenir une tache orangée, ici photographiée par Hubble le 3 avril 2017. © Nasa, ESA, A. Simon (GSFC)
Jupiter et sa Grande Tache rouge, qui est en train de devenir une tache orangée, ici photographiée par Hubble le 3 avril 2017. © Nasa, ESA, A. Simon (GSFC)

La Grande Tache rouge est-elle en train de disparaître ?

Première constatation : la Grande Tache rouge dérive actuellement plus vite vers l'ouest qu'auparavant, toujours dans le sens contraire de la rotation de Jupiter. Par ailleurs, l'anticyclone se positionne à la même latitudelatitude depuis au moins un siècle et demi, coincé entre deux courants-jetscourants-jets.

Les chercheurs ont relevé aussi que la tempête a commencé à diminuer vers 1880. Mais son rétrécissement n'est pas constant car elle a en effet repris un peu de galon au cours des années 1920. Néanmoins, elle ne s'est pas de nouveau élargie depuis et la tendance à la contraction se poursuit. Combien de temps encore ? Seul le puissant Jupiter le sait.

La Grande Tache rouge demeure un phénomène atmosphérique mystérieux. Les chercheurs ont été surpris de constater que bien que l'ovale diminue, les vents soufflant à l’intérieur ne sont pas intensifiés comme ils auraient pu s'y attendre, à l'image d'une patineuse qui tourne plus vite sur elle-même lorsqu'elle rapproche ses bras le long du corps. Il semble en outre que l'anticyclone s'étire à la verticale : « c'est presque comme si l'argileargile était façonnée sur un tour de potier », figure la Nasa. Et plus vous enfoncez les mains dans la motte de terre en rotation plus le vase va s'allonger vers le haut. Il se pourrait donc que ce soit le cas avec la tache rouge qui se contracte. Mais dans des proportions encore imperceptibles.

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Enfin, l'équipe s'est aperçue aussi que la palette de couleurscouleurs de l'anticyclone a changé, virant de plus en plus à l'orange depuis 2014. Peut-être est-ce dû à son étirement qui envoie certains de ses ingrédients chimiques dans les plus hautes couches de l'atmosphère..., propose l'équipe. Et là, ils seraient altérés par le rayonnement ultravioletultraviolet du SoleilSoleil.

« Si les tendances que nous observons dans la Grande Tache rouge continuent, alors les cinq à dix prochaines années pourraient être très intéressantes du point de vue dynamique, a commenté Rick Cosentino, qui a cosigné l'étude. Nous pourrions voir des changements rapides dans l'apparence physiquephysique et le comportement de la tempête et peut-être qu'elle finira par ne pas être aussi grande après tout ». Alors, va-t-elle reprendre de l'ampleur ? Ou bien va-t-elle disparaître sous nos yeux ? La sonde Juno nous éclairera peut-être sur son devenir et sa véritable nature.


Jupiter : grandeur et décadence de la Grande Tache rouge

Article de Xavier Demeersman, publié le 10 février 2014

Connue depuis près de 350 ans, la Grande Tache rouge qui macule la surface de Jupiter apparaît régulièrement soumise à des variations importantes de taille et de couleur. Énorme au cours des années 1880 et 1960, elle est actuellement si rétrécie qu'il est devenu très difficile de l'observer dans nos instruments.

De passage dans la constellation des Gémeauxconstellation des Gémeaux au cours de cet hiverhiver 2013-2014, il est impossible pour qui promène son regardregard dans le ciel étoilé de manquer l'éclat doré de Jupiter, culminant dès le début de soirée, en direction du sud. Distante actuellement de quelque 653,7 millions de kilomètres (4,3 unités astronomiquesunités astronomiques), la géante gazeuse s'affiche avec une magnitudemagnitude de -2,5. Un mois après son opposition, datant du 5 janvier, sa position reste très favorable à son observation.

Outre IoIo, Europe, GanymèdeGanymède et CallistoCallisto, ses quatre plus grands satellites naturels découverts voilà quatre siècles par GaliléeGalilée, les bandes nuageuses et bien sûr la Grande Tache rouge demeurent les principales attractions. Observée pour la première fois en 1665 par Jean-Dominique Cassini, elle n'a de cesse d'intriguer les astronomes amateurs et professionnels. Connue depuis cette époque, nul ne sait quand elle est apparue pour la première fois ni si elle disparaîtra à plus ou moins long terme.

Dessins de Jupiter et de la tache rouge réalisés par Jean-Dominique Cassini entre 1665 et 1677. La découverte de ce phénomène est attribuée à l'astronome franco-italien. Les croquis suggèrent que sa taille était alors comparable à celle observée aujourd'hui. © Amédée Guillemin, <em>Le Ciel</em>, 1877
Dessins de Jupiter et de la tache rouge réalisés par Jean-Dominique Cassini entre 1665 et 1677. La découverte de ce phénomène est attribuée à l'astronome franco-italien. Les croquis suggèrent que sa taille était alors comparable à celle observée aujourd'hui. © Amédée Guillemin, Le Ciel, 1877

La remarquable pérennité de cet anticyclone d'une taille (certes variable) comprise entre une et trois fois celle de la Terre interroge. Épiées quotidiennement depuis des décennies, les archives consultées par les astronomes témoignent de plusieurs changements importants. Coloré de rouge, émaillé d'ocresocres et de tons beiges, le phénomène météorologique chaperonne la haute atmosphère de Jupiter à environ 22° S. Il lui faut moins de dix heures (rotation de Jupiter) pour se représenter face à nous.

D'après les témoignages, la Grande Tache rouge apparaissait trois fois plus grande que notre planète au cours des années 1960 ! Gigantesque, elle se laissait aisément observer pour en suivre l'évolution. Depuis, les choses ont changé, comme l'attestent les données compilées ces dix dernières années dans le cadre du programme WinJupos mené par des astrophotographes émérites des quatre coins du monde.

Contractions régulières de la Grande Tache rouge de Jupiter

Vaste de 18.420 kilomètres en février 2003, elle ne s'étend plus actuellement (décembre 2013) que sur quelque 15.302 km. Un rétrécissement significatif (elle mesure toujours 1,2 fois la taille de la Terre) qui s'accompagne, par conséquent, d'une rotation de plus en plus rapide en vertu de la conservation du moment angulairemoment angulaire : quatre jours au lieu de six pour les plus anciennes mesures. Chronométrés à environ 400 km/h en 2006, les vents soufflent à présent à plus de 500 km/h. On comprend qu'il est devenu difficile ces temps-ci de l'observer avec un instrument amateur, quand bien même on bénéficie d'excellentes conditions.

Cela augure-t-il pour autant une disparition totale de la célèbre tache rouge, ou s'agit-il plutôt d'un « petit creux » passager, comme cela a déjà pu se produire par le passé ? Car il faut se souvenir qu'entre 1713 et 1830, il n'y a trace d'aucune note ou dessin faisant état de ce phénomène à la surface de Jupiter. Plus rien n'était visible, comme effacé... Elle n'est réapparue qu'en 1831, toute pâlotte puis grandie démesurément au cours des 50 ans qui ont suivi. Vers 1880, elle s'étalait en forme de dirigeabledirigeable sur environ 40.000 km, comme le reflètent les clichés de cette période. Par ailleurs, sa forte coloration rouge lui valut alors son nom de Grande Tache rouge, lequel lui colle toujours à la peau.

Vers 1879-1880, la Grande Tache rouge fut plus grande et allongée qu'elle ne l'est en 2014. C'est à cette époque qu'elle reçut son célèbre nom. La photo de droite a été capturée le 10 janvier dernier, quelques jours après l'opposition de la planète géante, par l'astronome amateur Damian Peach. © Damian Peach
Vers 1879-1880, la Grande Tache rouge fut plus grande et allongée qu'elle ne l'est en 2014. C'est à cette époque qu'elle reçut son célèbre nom. La photo de droite a été capturée le 10 janvier dernier, quelques jours après l'opposition de la planète géante, par l'astronome amateur Damian Peach. © Damian Peach

La Grande Tache rouge dans l’avenir

En ce début de XXIe siècle, on peut douter de sa qualification tant ses observateurs la voient maigrir et pâlir à vue d'œil, se rapprochant de plus en plus de ses petits homologues qui s'affichent dans la même région. Formée de la fusionfusion de trois cellules anticycloniques entre 1998 et 2000, celle qui est surnommée « Petite Tache rouge » ou « Tache rouge junior » (Oval BA) évolue, quant à elle, à l'opposé de son aînée, seulement deux fois plus grande.

Quoi qu'il en soit, l'épaisse atmosphère de la plus grosse planète du Système solaire n'a de cesse de se transformer, de brasser les divers ingrédients chimiques (phosphorephosphore, ammoniacammoniac, etc.) qu'elle renferme... Les chercheurs tentent de mieux comprendre les agitations qui la façonnent en développant des modèles numériques de sa météorologiemétéorologie.