Une découverte réalisée par des chercheurs de l’Université de Houston a révélé un énorme déséquilibre énergétique sur Saturne, apportant un nouvel éclairage sur la science et l’évolution planétaires et remettant en question les modèles climatiques existants pour les géantes gazeuses du système solaire. Le résultats apparaître dans la publication Communications naturelles.
« C’est la première fois qu’un déséquilibre énergétique global à une échelle saisonnière est observé sur une géante gazeuse », a déclaré Liming Li, professeur de physique à l’UH College of Natural Sciences and Mathematics. « Non seulement cela nous donne un nouvel aperçu de la formation et de l’évolution des planètes, mais cela change également la façon dont nous devrions penser la science planétaire et atmosphérique. »
En utilisant les données de la mission de la sonde Cassini, Xinyue Wang, doctorant en troisième année au Département des sciences de la Terre et de l’atmosphère du NSM, a découvert un déséquilibre énergétique saisonnier important et jusqu’alors inconnu sur Saturne.
« Chaque planète reçoit de l’énergie du soleil sous forme de rayonnement solaire et perd de l’énergie en émettant un rayonnement thermique », a déclaré Wang. « Mais Saturne, comme les autres géantes gazeuses, a un autre apport d’énergie sous la forme d’une chaleur interne profonde affectant sa structure thermique et son climat. »
Le déséquilibre est dû à la grande excentricité orbitale de Saturne, qui varie de près de 20 % de l’aphélie (le point en orbite le plus éloigné du soleil) au périhélie (le point en orbite le plus proche du soleil), ce qui entraîne d’énormes variations saisonnières de l’énergie solaire absorbée. . Contrairement à Saturne, la Terre ne connaît pas de déséquilibre énergétique saisonnier important en raison de sa très petite excentricité orbitale.
« La Terre dispose d’un budget énergétique mesurable, mais il est principalement déterminé par l’énergie solaire absorbée et l’énergie thermique émise », a déclaré Xun Jiang, professeur de sciences atmosphériques. « La chaleur interne de la Terre est négligeable et ses saisons ne durent que quelques mois, comparées aux saisons qui durent plusieurs années sur Saturne. »
Les données suggèrent également que le budget énergétique déséquilibré de Saturne joue un rôle clé dans le développement des tempêtes géantes, qui constituent un phénomène météorologique dominant dans le système atmosphérique de la planète. Ces données peuvent également fournir un aperçu de la météo sur Terre.
« À notre connaissance, le rôle du budget énergétique dans le développement des tempêtes convectives humides sur Terre n’a pas été entièrement examiné, nous prévoyons donc d’étudier cela également pour voir s’il existe un lien », a déclaré Wang.
La mission Cassini, un effort de collaboration ambitieux entre la NASA, l’Agence spatiale européenne et l’Agence spatiale italienne, lancée en 1997, a exploré Saturne, ses anneaux et ses lunes pendant près de 20 ans. Le professeur Li a été choisi comme scientifique participant pour surveiller trois instruments embarqués qui ont observé le bilan énergétique radiant de Saturne.
Wang, ainsi que ses collègues étudiants diplômés Larry Guan (physique) et Thishan D. Karandana G et Ronald Albright (sciences de la Terre et de l’atmosphère), ont mené l’étude, conseillée par les professeurs Li et Jiang.
« Dans les modèles et théories actuels sur l’atmosphère, le climat et l’évolution des géantes gazeuses, le budget énergétique mondial est supposé être équilibré », a déclaré Wang. « Mais nous pensons que notre découverte de ce déséquilibre énergétique saisonnier nécessite une réévaluation de ces modèles et théories. »
L’équipe de Li vise désormais les autres géantes gazeuses, notamment Uranus, où une mission de sonde phare est prévue au cours de la prochaine décennie.
« Nos données suggèrent que ces planètes connaîtront également des déséquilibres énergétiques importants, en particulier Uranus, qui, selon nous, aura le plus fort déséquilibre en raison de son excentricité orbitale et de sa très grande obliquité », a déclaré Wang. « Ce que nous étudions actuellement permettra d’identifier les limites des observations actuelles et de formuler des hypothèses testables qui bénéficieront à cette future mission phare. »
Outre les chercheurs de l’UH, les auteurs de l’étude comprennent des scientifiques de la NASA, de l’Université du Wisconsin, de l’Université du Maryland, de l’Université de Floride centrale et de l’Université de Californie à Santa Cruz, ainsi que des scientifiques de France et d’Espagne.
Plus d’information:
Xinyue Wang et al, le vaisseau spatial Cassini révèle le déséquilibre énergétique global de Saturne, Communications naturelles (2024). DOI : 10.1038/s41467-024-48969-9