Deux astronomes amateurs ont eu la surprise d’assister à un nouvel impact de comète ou d’astéroïde sur la planète Jupiter dans la nuit du 3 au 4 juin.
Ils n’en reviennent toujours pas : l’Australien Anthony Wesley et le Philippin Christopher Go, des astronomes amateurs spécialisés dans l’observation planétaire, ont pu observer fortuitement avec leur télescope le flash lumineux provoqué par l’entrée d’un corps céleste dans l’atmosphère de Jupiter.
La planète géante gazeuse vient donc une nouvelle fois d’attirer à elle un astéroïde ou une comète, comme elle l’avait fait par le passé avec la comète Shoemaker-Levy en 1994, et plus récemment en 2009 avec un astéroïde d’environ 500 mètres de diamètre. Cet impact, qui avait d’ailleurs déjà été révélé par Wesley, vient de faire l’objet d’une première étude détaillée.
Les astronomes se mobilisent maintenant pour essayer de repérer d’éventuelles traces sombres dans l’atmosphère gazeuse de Jupiter. Les précédents impacts se sont en effet soldés par des cicatrices foncées observables plusieurs semaines, provoquées par l’échauffement de la troposphère de la planète et la remontée de molécules d’ammoniac.
Les atmosphères de Jupiter et de Saturne sont caractérisées par la présence de bandes parallèles correspondant à des zones d’écoulements de vents très rapides, plus de 100 m/s. Une équipe internationale conduite par des chercheurs de l’Institut de recherche sur les phénomènes hors équilibre, associée au CNRS, a réalisé une expérience de laboratoire reproduisant ce phénomène. Ce sont les marées gravitationnelles qui seraient à l’origine de ces écoulements.
Les marées gravitationnelles ont fait l’objet de multiples études en géo- et astrophysique, et ce depuis plusieurs siècles. Au-delà du phénomène bien connu de flux et de reflux de la mer sur la plupart de nos rivages, les marées agissent également sur l’ensemble des enveloppes de toutes les planètes, où elles ont des conséquences aussi variées que la synchronisation de la rotation de la Lune sur sa révolution autour de la Terre, ou encore le volcanisme intense de Io, une des lunes de Jupiter.
Des chercheurs de l’Institut de recherche sur les phénomènes hors équilibre (CNRS, Aix-Marseille Université) et de l’Institute of Geophysics de Göttingen en Allemagne ont mis au point une expérience modèle de laboratoire pour étudier les écoulements générés par les marées dans les noyaux et les atmosphères des planètes. Ils ont, pour la première fois, démontré expérimentalement que les marées génèrent des vents zonaux axisymétriques et stationnaires, similaires aux célèbres bandes présentes à la surface de Jupiter. Un tel mécanisme pourrait prendre place génériquement dans toutes les planètes et étoiles, en complément des processus convectifs et turbulents déjà connus.
Le dispositif expérimental consiste en une sphère creuse en silicone, remplie d’eau et de particules microscopiques réfléchissantes permettant la visualisation des écoulements. La sphère est mise en rotation autour de la verticale tout en étant déformée par deux rouleaux symétriques simulant les marées gravitationnelles, et dont la rotation autour de la sphère est contrôlée indépendamment. La photo 1a, en-dessous, montre une coupe méridionale de l’écoulement. Chaque bande lumineuse correspond à un cisaillement fort entre deux cylindres fluides co-axiaux en rotation différentielle. La trace de ces mouvements en surface se traduit par des vents zonaux (1b) similaires aux bandes de Jupiter (1c). Des mesures du champ de vitesse dans le plan équatorial ont pu être réalisées en utilisant une méthode de vélocimétrie par images de particules (PIV) embarquée en rotation.
Les scientifiques regardent pour la première fois la météo à l’intérieur de la plus grosse tempête du système solaire.
De nouvelles images thermiques époustouflantes prises avec le VLT (Very Large Télescope) de l’ESO ainsi qu’avec d’autres télescopes au sol très puissants montrent des tourbillons d’air chaud et des régions froides jamais observées jusqu’à présent dans la grande tache rouge de Jupiter. Ces images permettent ainsi aux scientifiques de faire la première carte météo détaillée de l’intérieur de la gigantesque tempête en reliant sa température, ses vents sa pression et sa composition avec ses couleurs.
“C’est la première fois que l’on voit en détail l’intérieur de la plus grande tempête du Système Solaire,” déclare Glenn Orton, le responsable de l’équipe d’astronomes qui a réalisé cette étude. « Nous pensions auparavant que
cette grande tache rouge était un simple vieil ovale sans grande structure, mais ces nouveaux résultats montrent qu’elle est, en fait, extrêmement compliquée ».
Les observations ont révélé que la couleur la plus rouge de la grande tache rouge correspond au cœur chaud à l’intérieur du système de cette tempête dont les autres parties sont froides. Les images montrent des bandes sombres sur les bords de la tempête où les gaz descendent à l’intérieur des régions plus profondes de la planète. Ces observations, présentées dans un article du journal Icarus, permettent aux scientifiques de comprendre le système de circulation des vents dans la tempête la plus connue du Système Solaire.
Les astronomes observent cette grande tache rouge depuis des centaines d’années, avec des observations continues de sa forme actuelle qui remontent au 19e siècle. Cette tache, qui est une région froide d’environ – 160 degrés Celsius, est si large que pratiquement trois Terres pourraient tenir à l’intérieur.
Ces images thermiques ont pour la plupart été obtenues avec l’instrument VISIR [1] installé sur le VLT au Chili, avec des données complémentaires venant du télescope Gemini Sud au Chili et du télescope Subaru de l’Observatoire Astronomique National du Japon à Hawaï. Ces images ont un niveau de résolution jamais atteint et étendent le champ observé par le satellite Galileo de la NASA à la fin des années 1990. En combinant ces images avec les observations de la structure de ce nuage profond réalisées avec le télescope infrarouge de 3 mètres de diamètre de la NASA à Hawaï, le niveau de détail de la température observée depuis ces observatoires géants est pour la première fois comparable aux images prises dans le visible par le télescope spatial NASA/ESA Hubble.
Grâce à VISIR les astronomes ont pu réaliser une carte de la température, des aérosols et de l’ammoniac dans la tempête et à sa périphérie. Chacun de ces paramètres nous indique comment le temps et la circulation des vents changent à la fois dans l’espace (en 3D) et avec le temps dans cette tempête. Les années d’observations avec VISIR, couplées avec celles d’autres observatoires, révèlent à quel point la tempête est incroyablement stable malgré la turbulence, les perturbations et les passages très proches d’autres anticyclones qui affectent les frontières de ce système de tempête.
« Une des découvertes les plus intrigantes montre que la partie centrale, de couleur rouge-orangée, la plus intense de la tache est environ 3 à 4 degrés plus chaude que dans son proche environnement, » déclare Leigh Fletcher le premier auteur de l’article scientifique. Cette différence de température ne semble pas bien importante mais elle est suffisante pour permettre à la circulation de la tempête, habituellement en sens inverse des aiguilles d’une montre, de se changer en lente circulation dans le sens des aiguilles d’une montre au cœur même du centre de la tempête. Et, de plus, dans d’autres parties de Jupiter, le changement de température est suffisant pour modifier la vitesse du vent et affecter la forme des motifs dessinés par les nuages dans les ceintures et les zones de l’atmosphère de Jupiter.
« C’est la première fois que l’on peut dire qu’il y a un lien intime entre les conditions environnementales – température, vents, pression et composition- et la couleur actuelle de cette grande tache rouge, » déclare Leigh Fletcher. « Bien que l’on puisse spéculer, nous ne savons toujours pas avec certitude quelle chimie ou quels processus donnent cette profonde couleur rouge, mais nous savons maintenant qu’elle est liées aux changements des conditions environnementales au sein même du nuage. »
- Mercure sera à son maximum d’élongation le matin, le 6, à 18° du Soleil.
- Vénus est encore très visible le matin, mais se rapproche peu à peu du Soleil. Le 13, elle sera à 35’ seulement de Saturne : à ne pas manquer.
- Mars dans le Cancer, visible en seconde partie de nuit, se rapproche peu à peu de nous. Le 31, elle passera devant l’amas de la Crèche. A ne pas manquer.
- Jupiter dans le Capricorne est le roi de nos nuits d’automne.
- Saturne dans la Vierge reste basse sur l’horizon du matin.
- Uranus dans les Poissons est bien placé pour l’observation. De même Neptune dans le Capricorne.
- Le 8, Mercure passe à 19’ de Saturne, à 5 h : dans le même champ au télescope.
- Le 10 et le 11, voyez l’alignement Mercure, Saturne, Vénus dans le ciel de l’aube, sous un angle de moins de 7°.
- Le ballet des satellites de Jupiter est intense ce mois-ci : Le 3, Io éclipse Europe à 20 h 20 TU, puis à nouveau le 10 : occultation à 20 h 45, puis éclipse à 22 h 44 ; et encore le 17, à 23 h 02, occultation. Le 16, c’est au tour de Ganymède d’occulter Europe, à 20 h 45.
Le 21, la Lune éclipse l’étoile Antarès du Scorpion de 15 h 02 à 16 h 12
Toujours le 21, maximum des Orionides, étoiles filantes dont le taux peut atteindre 30 météores/h.
Le 25, passage à l’heure d’hiver. Ce matin-là à 3h, il sera 2 h !
Marie-Pierre
