Les tempêtes sur Jupiter révèlent des changements atmosphériques significatifs
Il semblerait qu’une tempête importante sur Jupiter puisse laisser une marque visible dans l’atmosphère de la planète. Une étude récente a exploité les données collectées par la sonde Juno en orbite autour de Jupiter et le télescope spatial Hubble afin de comprendre comment les tempêtes de cette géante gazeuse mélangent l’atmosphère du monde, même bien en dessous des nuages.
Ce tourbillonnement implique que les tempêtes font remonter de l’ammoniac en certains endroits et le projettent loin dans les profondeurs jovienne sous forme de grêlons boueux. Le résultat semble être que des poches de gaz d’ammoniac se retrouvent enfouies profondément dans certaines parties de l’atmosphère inférieure de Jupiter, tandis que d’autres zones ont beaucoup moins d’ammoniac que d’habitude. En d’autres termes, certaines tempêtes sur Jupiter peuvent laisser une empreinte en modifiant la composition chimique de l’atmosphère de la planète.
Avertissement de tempête sur Jupiter
Une énorme tempête a éclaté sur Jupiter en décembre 2016, juste au sud de l’équateur de la planète et à environ 60 degrés à l’est de la célèbre Grande Tache Rouge. L’astronome amateur Phil Miles a été le premier à repérer cette tempête en février 2017 – et le moment ne pouvait pas être mieux choisi.
Juno s’apprêtait à effectuer son quatrième survol rapproché de Jupiter, et l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array sur Terre, ainsi que le télescope spatial Hubble en orbite, étaient également pointés vers la géante gazeuse. Cela signifiait que les astronomes pouvaient observer Jupiter dans différentes longueurs d’onde de lumière en même temps.
Munis des données des trois observatoires, Chris Moeckel, scientifique planétaire de l’Université de Californie à Berkeley, et ses collègues devaient simplement comprendre quels types de courants ascendants, descendams et transferts de chaleur pouvaient expliquer au mieux ce que Juno, Hubble et ALMA ont observé pendant et après la tempête. L’équipe a simulé le fonctionnement interne de l’atmosphère de Jupiter, révélant que la tempête avait agité l’atmosphère de la planète sur plusieurs dizaines de miles en dessous même des couches nuageuses les plus basses.
Des courants ascendants violents et de la grêle boueuse
Les images de Juno et de Hubble de 2017 ont montré un courant ascendant puissant près du cœur de la tempête, qui a propulsé de l’ammoniac depuis les profondeurs de l’atmosphère de Jupiter jusqu’aux sommets des nuages de tempête imposants. Sous ce panache, Juno et Hubble ont constaté que le courant ascendant avait asséché une grande partie de l’ammoniac d’une partie de l’atmosphère de Jupiter s’étendant sur plusieurs dizaines de miles en dessous de la base des nuages de tempête.
Enveloppées autour du point lumineux du courant ascendant, les taches plus sombres visibles dans les données de Juno marquent les endroits où des courants descendants ont ramené un mélange boueux d’ammoniac et d’eau jusqu’aux profondeurs jovienne. Et étonnamment, l’ammoniac plongeait beaucoup plus profondément dans l’atmosphère que ne l’attendaient Moeckel et ses collègues.
Si les nuages de la tempête de début 2017 n’avaient fait que pleuvoir de grosses gouttes liquides d’ammoniac, elles ne devraient pas avoir pu descendre très profondément dans l’atmosphère avant que la température et la pression plus élevées n’évaporent les gouttelettes – et le gaz qui en résulte ne chuterait pas. Il resterait simplement là, formant une nouvelle couche de gaz d’ammoniac. Mais à la place, l’ammoniac est tombé plus profondément – selon les simulations de Moeckel et de ses collègues, jusqu’à une profondeur où la pression dans l’atmosphère de Jupiter est environ 30 fois plus élevée que celle au niveau de la mer sur Terre. Cela signifie que la tempête laissait probablement tomber de grosses boules de neige boueuse composées d’un mélange d’eau et d’ammoniac.
Des boules de neige boueuse uniques sur Jupiter
Les boules de neige boueuse sont un phénomène météorologique étrange sur Jupiter, que les astrnomes ont d’abord découvertes (également grâce aux données de Juno) il y a quelques années. L’ammoniac reste liquide à des températures beaucoup plus basses que l’eau, ce qui signifie que les gouttelettes d’ammoniac liquide peuvent se mélanger avec des cristaux glacés d’eau dans les nuages de tempête de Jupiter. Le mélange résultant est une boule de neige boueuse juste assez solide pour rester ensemble, mais certainement plus malléable qu’un grêlon ; imaginez une boule de neige mouillée. Et les boules de neige boueuse tombant d’une tempête peuvent tomber beaucoup plus rapidement que des gouttes de pluie, elles pourraient donc parcourir une plus grande distance avant de s’évaporer.
Le résultat est que, profondément dans l’atmosphère de Jupiter, des poches d’ammoniac tombent sous forme de boules de neige boueuse depuis des tempêtes qui font rage à plusieurs dizaines de miles au-dessus – et cet ammoniac restera enfoui là-bas jusqu’à ce que la prochaine grande tempête le remonte.
Les scientifiques ont publié leurs travaux le 28 mars dans la revue Science Advances.
