La Grande Touche vue par la sonde Juno lors de son survol en juillet 2017. © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, JHUAPL

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Grande Tache rouge de Jupiter : on connaît enfin sa profondeur

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Énorme tempête qui pourrait engloutir une à deux fois la Terre et qui fait rage depuis au moins deux siècles, la Grande Tache rouge, emblématique de Jupiter, garde encore bien des mystères. Mais combien de temps encore ? La sonde Juno, qui explore l'intimité de la planète géante, vient de découvrir jusqu'où s'enfonce l'anticyclone et ce qui se passe à l'intérieur.

La Grande Tache rouge de Jupiter est la plus connue et la plus grande tempête du Système solaire. Elle est très impressionnante de par sa taille, la vitesse de ses vents et aussi par sa longévité. D'ailleurs, personne ne sait vraiment depuis quand elle existe ni combien de temps encore elle sera visible dans l'hémisphère sud de la planète.

L'évolution de ce gigantesque anticyclone rouge-orangé emblématique de Jupiter est suivie depuis 1830 et il est probable qu'elle ait été aperçue il y a 350 ans. À la fin du XIXe siècle, on pouvait aisément disposer à l'intérieur de son enceinte ovale deux planètes comme la Terre, voire plus. Il y a près de 40 ans encore, en 1979, au passage de Voyager 1 et 2, elle pouvait effectivement contenir deux fois la Terre.

Mais les dernières mesures, en avril 2017, confirment qu'elle rétrécit et qu'avec 16.000 km de diamètre, elle ne pourrait plus engloutir que 1,3 fois notre monde. Elle n'a cessé de diminuer ces dernières années. Est-ce à dire qu'elle décline vraiment et que bientôt la mythique Grande Tache rouge ne sera plus qu'un souvenir ? C'est une des énigmes de Jupiter sur laquelle les chercheurs aimeraient beaucoup lever le voile.

Survolez et plongez dans la haute atmosphère de Jupiter, autour de la Grande Tache rouge, comme si vous y étiez. Animation créée à partir des images de Junocam et de modélisation informatique. © Nasa

Jusqu’où s’enfonce la Grande Tache rouge de Jupiter ?

Lever le voile justement, voir à travers les épais nuages de Jupiter et percer ses secrets, telle est la mission de la sonde Juno (en référence à Junon, épouse du dieu de la Foudre) depuis son arrivée en juillet 2016. Outre les superbes photos prises par la Junocam lors de ses survols rapprochés, la sonde de la Nasa fait le plein de mesures. C'est en juillet 2017 que la Grande Tache rouge fut survolée pour la première fois par Juno.

« L'une des questions les plus fondamentales sur la Grande Tache rouge de Jupiter est : à quelle profondeur sont ses racines ? », rappelle Scott Bolton, chercheur principal de la mission au Southwest Research Institute de San Antonio. On connaît ses dimensions en surface mais quelle est sa profondeur ? Et que se passe-t-il à l'intérieur ?

« Les données de Juno indiquent que [...] ses racines pénètrent à environ 300 kilomètres dans l'atmosphère de la planète », révèle-t-il. Ce qui représente près de 50 fois la profondeur des océans terrestres. Cette découverte, annoncée à l'occasion des rencontres annuelles de l'AGU (American Geophysical Union) a été faite avec l'instrument MWR (Microwave Radiometer), « un excellent instrument pour nous aider à aller au fond de ce qui rend la Grande Tache rouge si belle » raconte Michael Janssen, du JPL. L'exploration a trouvé que la base est plus chaude que la partie en surface que nous regardons. « Les vents sont associés à des différences de température et la chaleur de la base explique les vents féroces que nous voyons au sommet de l'atmosphère », détaille le planétologue Andy Ingersoll, de Caltech, qui participe aux recherches.

Sur ce schéma, la nouvelle zone de rayonnement détectée par Juno au niveau de l’équateur de Jupiter est en bleu. © Nasa, JPL-Caltech, SwRI, JHUAPL

Autres découvertes surprises de Juno

Autres découvertes de Juno, et autres surprises : deux nouvelles régions de rayonnement. « Plus on se rapproche de Jupiter, plus la planète devient bizarre », commente Heidi Becker, qui mène l'enquête sur les rayonnements au JPL.

L'une, située au ras de l'atmosphère de Jupiter au niveau de son équateur et identifiée par Jedi (Jupiter Energetic Particle Detector Instrument), se compose d'ions énergétiques d'hydrogène, d'oxygène et de soufre se déplaçant à une vitesse relativiste, donc très élevée. L'équipe scientifique pense que « les particules dérivent d'atomes neutres énergétiques créés dans le gaz autour des lunes Io et Europe, rapporte la Nasa. Ils deviennent alors des ions lorsque leurs électrons sont éliminés par interaction avec l'atmosphère supérieure de Jupiter ».

L'autre surprise est la détection d'une « population d'ions lourds de haute énergie » toujours à l'intérieur de la ceinture de radiation d'électrons relativistes mais dans les régions aux hautes latitudes de Jupiter, inexplorées avant Juno. Leur origine n'a pas encore pu être déterminée.

L'exploration de l'intimité de la géante Jupiter, première planète du Système solaire a s'être formée, est encore loin d'être terminée. Le 16 décembre, Juno accomplira son neuvième survol de la planète, à quelque 3.400 km seulement du sommet des nuages dans la haute atmosphère.

Pour en savoir plus

La Grande Tache Rouge de Jupiter est au régime

Article de Xavier Demeersman publié le 20 mai 2014

Connue et épiée depuis environ trois siècles, la Grande Tache Rouge de Jupiter subit une cure d'amaigrissement qui semble s'accélérer ces dernières années, comme en témoignent les images du télescope spatial Hubble. Longue de plus de 40.000 km en 1880, elle ne s'étend plus, à présent, que sur 16.000 km.

Bien que la période des premières observations de la Grande Tache Rouge de Jupiter soit parfois discutée, celle-ci semble connue des astronomes depuis la fin du XVIIe siècle. Une « tache permanente », comme on l'a qualifiée alors, qui, au fil des années — comme en témoignent largement dessins et photographies —, va connaître d'importantes variations de taille. Une tendance nette à la décroissance qui se confirme sur le dernier cliché du télescope spatial Hubble réalisé le 21 avril 2014.

Comme nous l'avions évoqué voici trois mois, la Grande Tache Rouge apparaissait vers 1880 davantage plus longue et elliptique qu'aujourd'hui pour un diamètre, alors, supérieur à 40.000 kilomètres. On aurait pu y faire entrer trois fois la Terre ! Toutefois, cet anticyclone qui campe aux latitudes tropicales de l'hémisphère austral de Jupiter a vraisemblablement entamé son régime vers les années 1930. La tache n'en finit plus de maigrir. Ainsi, lorsque les deux sondes spatiales Voyager 1 et Voyager 2 sont venues la visiter en 1979, elle avait quasiment fondu de moitié relativement au siècle précédent. Son diamètre n'excédait pas 22.500 km.

Une présentation de Jupiter et de ses lunes. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle avec deux barres horizontales en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître, si ce n'est pas déjà le cas. En passant simplement la souris sur le rectangle, vous devriez voir l'expression « Traduire les sous-titres ». Cliquez pour faire apparaître le menu du choix de la langue, choisissez « Français », puis cliquez sur « OK ». © SpaceRip, YouTube

La Grande Tache Rouge de Jupiter plus petite que jamais

À présent, on découvre sur la récente image prise en haute résolution par Hubble que sa taille atteint « un peu moins de 16.500 km, soit le plus petit diamètre que nous ayons jamais mesuré », constate Amy Simon (Nasa Goddard Space Flight Center). En 1995, elle mesurait encore 21.000 km. Les récentes campagnes d'observation des astronomes amateurs suggèrent une réduction de sa taille d'environ 1.000 km par an. Son apparence aussi a changé, passant progressivement de l'ovale au cercle (ou presque). Beaucoup regrettent les difficultés pour l'observer. Plus discrète et délicate que jamais, elle rivalise parfois avec d'autres cellules anticycloniques, comme la « petite tache rouge », photographiée par Hubble en 2008.

Dans leur étude, Amy Simon et son équipe notent que « dans nos nouvelles observations, il est évident que de très petits tourbillons se nourrissent à l'intérieur de la tempête ». Aussi, ils supposent qu'« ils sont peut-être responsables de l'accélération des changements en modifiant la dynamique interne et l'énergie de la Grande Tache Rouge ». La discussion reste ouverte, car pour l'instant, nul ne sait expliquer cet inexorable changement de régime sur Jupiter.

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